[发明专利]阻抗可变的电抗器

说明书

技术领域

本发明涉及电力设备上使用的电抗器，特别是可变电抗器。

背景技术

目前，可变电抗器已在很多领域广泛使用，如中国专利公告号CN2636498Y公开的“磁饱和式电动机调压起动器”，该电动机调压起动器包括可变电抗器，可变电抗器包括主绕组、接触器，主绕组的两端分别与接触器的两个脚连接，主绕组串联在电源和电机之间。可变电抗器的接触器由具有定时器和启动指示器的控制器控制。该电动机调压起动器中的可变电抗器，控制器通过接触器控制可变电抗器，接触器只能分级调控，控制方式只能采用定时控制，控制器的结构复杂，控制方式简单，无法实现智能化控制。

为克服上述缺陷，CN1901107A公开了“一种可变电抗器”，该可变电抗器包括主绕组、控制绕组、功率变换电路；控制绕组的两端与功率变换电路连接。功率变换电路包括晶闸管电路、触发单元，控制绕组的两端与晶闸管电路的电流输出端连接，触发单元包括用于接收控制器控制信号的给定电流输入端；触发单元的触发输出端与晶闸管电路的触发输入端连接。

CN1901107A公开的“一种可变电抗器”，其功率变换电路采用晶闸管电路，虽然控制容易，能无级调控，可智能化控制，但移相调节产生的谐波成分大，造成电抗器产生谐波过大，影响电网的稳定。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种阻抗可变的电抗器，该电抗器产生的谐波小。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

阻抗可变的电抗器，它包括主绕组、控制绕组、功率变换电路；控制绕组两端与功率变换电路连接，功率变换电路由控制器控制；

功率变换电路包括两个绝缘门极双极型晶体管(IGBT)，两绝缘门极双极型晶体管反向串联在控制绕组两端，各绝缘门极双极型晶体管两端分别并联一个与绝缘门极双极型晶体管反向的二极管；

两绝缘门极双极型晶体管的控制端分别与控制器连接，功率变换电路接收控制器的控制信号为脉宽调制(PWM)信号。

本发明阻抗可变的电抗器，其功率变换器是由两个绝缘门极双极型晶体管(IGBT)组成，产生的高频谐波极易滤去，因此电抗器产生谐波小，使电网的谐波大大减小。

附图说明

图1是本发明阻抗可变的电抗器实施例的电路原理图

图2是使用本发明阻抗可变的电抗器实施例的单相拓扑结构图

图3是使用本发明阻抗可变的电抗器实施例的三相拓扑结构图

图4是本发明阻抗可变的电抗器实施例二次侧输出电压波形示意图

图5是D＝0时一次侧(左上)和二次侧(左下)输入输出电流仿真波形和二次侧电压仿真波形(右)。

图6是D＝1时一次侧(左上)和二次侧(左下)输入输出电流仿真波形和二次侧电压仿真波形(右)。

图7是D在0和1之间(D＝0.6)时一次侧(左上)和二次侧(左下)输入输出电流仿真波形和二次侧电压仿真波形(右)。

图8是不同D时阻抗可变的电抗器一次侧工作电流各次谐波分布图

图9为控制器的电路原理图

图中：1-主绕组、2-控制器、3-负载、4-控制绕组、5-功率变换电路。

具体实施方式

如图1所示的本发明阻抗可变的电抗器实施例，它包括主绕组1、控制绕组4、功率变换电路5；控制绕组4两端与功率变换电路5连接，功率变换电路5由控制器2控制。

如图2所示，它为使用在单相拓扑结构中的本发明阻抗可变的电抗器，主绕组1与负载3串联后并联在单相电源上。

功率变换电路包括两个IGBT，两IGBT反向串联在控制绕组4两端，各IGBT两端分别并联一个与IGBT反向的二极管。

IGBT的控制端分别与控制器2连接，功率变换电路5接收控制器的控制信号为PWM信号。

如图2所示，当主绕组1输入电压时，其控制绕组4的电压设为Un(其最大值为Unm)，若IGBT采用PWM控制(PWM波均为A)，则控制绕组4电压变为U2，其波形如图4所示：

设f为开关函数，并定义为

将f用傅立叶级数展开得