铁芯结构及虚拟气隙式可控电抗器（VCR）制造技术

本发明专利技术涉及一种铁芯结构及虚拟气隙式可控电抗器(VCR)，所述工作柱铁芯包括上下两部分，所述上下两部分之间间隔有一段用于降低损耗的虚拟气隙，所述虚拟气隙为填充的低损耗导磁材料；所述可控电抗器具有上述铁芯结构。本发明专利技术具有该铁芯结构的虚拟气隙式可控电抗器相较于TCR与MCR具有更低的谐波含量，且涡流损耗和磁滞损耗比MCR更低，经济性更好。

Core structure and virtual air gap controlled reactor (VCR)

【技术实现步骤摘要】
铁芯结构及虚拟气隙式可控电抗器(VCR)
本专利技术涉及可控电抗器，具体地指一种铁芯结构及具有该铁芯结构的虚拟气隙式可控电抗器(VCR)，属于电气设备领域。
技术介绍
可控电抗器作为一种能够根据实际情况灵活调节自身电抗的电气设备，在电力系统中多用于控制无功功率、控制系统电压，提高系统稳定性等方面。目前，可控电抗器种类较多，最早出现的可控电抗器为机械式可控电抗器，通过调节气隙长度或者绕组匝数来改变电抗器电抗值，但是由于机械式结构精度低、故障率高的缺点难以应用于工程实际，现在已很少使用，而现阶段电力系统主要使用的可控电抗器类型包括以下两种：随着电力电子设备的发展，控制灵活、响应时间短的晶闸管被用于控制电抗器等效电抗值，即晶闸管式可控电抗器(ThyristorControlledReactor，TCR)，但由于晶闸管在控制过程中不可避免地会产生谐波，为了避免谐波对系统安全稳定造成影响，必须增加相应的滤波设备降低谐波，同时在高电压大容量的场合必须采用多个晶闸管串联分压的方式运行，这导致了TCR在高压电网的应用中必须使用大量的晶闸管设备与滤波设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铁芯结构，包括工作柱铁芯，其特征在于：所述工作柱铁芯包括上下两部分，所述上下两部分之间间隔有一段用于降低损耗的虚拟气隙，所述虚拟气隙为填充有低损耗导磁材料的气隙。/n

【技术特征摘要】
1.一种铁芯结构，包括工作柱铁芯，其特征在于：所述工作柱铁芯包括上下两部分，所述上下两部分之间间隔有一段用于降低损耗的虚拟气隙，所述虚拟气隙为填充有低损耗导磁材料的气隙。


2.根据权利要求1所述的铁芯结构，其特征在于：所述虚拟气虚的长度通过下式确定：
Hl＝Ni，即
式中，H为额定状态下虚拟气隙中的磁场强度，l为虚拟气隙长度，N为单柱工作绕组匝数，i为额定状态下单柱工作电流。


3.根据权利要求2所述的铁芯结构，其特征在于：所述虚拟气隙包括多级截面积和厚度不同的低损耗导磁材料填充层，每一级填充层的截面积与厚度根据以下方法确定：
根据填充材料的磁化特性曲线H＝f(B)，且结合各级填充层厚度lk和截面积Ak确定虚拟气隙等效磁化特性He＝g(B,lk.Ak)，建立以下计算模型：



式中，i为输出电流，H1H2分别为两个工作柱内的磁场强度，B1，B2分别为两个工作柱铁芯内的磁感应强度，N代表单个工作柱上绕组匝数；
上式为各填充层厚度lk和截面积Ak为变量的输出电流表达式，其余参数为固定值，然后以谐波最小为优化目标，采用粒子群优化算法即获得最优填充层厚度与截面积参数。


4.根据权利要求1-3任一所述的铁芯结构，其特征在于：所述低损耗导磁材料为非线性低损耗铁磁材料或纳米非晶材料。


5.一种虚拟气隙式可控电抗器，其特征在于：包括权利要求1所述的铁芯结构。


6.根据权利要求5所述的虚拟气隙式可控电抗器，其特征在于：所述虚拟气虚的长度通过下式确定：
Hl＝Ni，即
式中，H为虚拟气隙中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈博，欧立新，杨明臻，陈冠儒，
申请(专利权)人：武汉海奥电气有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42