[实用新型]一种可实现平滑切换用于高压电机起动的自耦变压器铁芯

说明书

技术领域

本实用新型涉及电机起动技术领域，具体的说是一种可实现平滑切换用于高压电机起动的自耦变压器铁芯。 

背景技术

传统的自耦变压器在起动电机的过程中有两次切换，会造成电机端电压两次突变，因电机端电压的平方与转矩成正比，必然带来转矩的突变，对机组造成极大的机械冲击，严重影响机组使用寿命，因此自耦变压器在高压电机起动方面并未得到推广；目前高压电机主要采用水电阻起动，但水电阻起动有以下缺点：体积大、维护麻烦、安全性差、起动性能受环境温度影响大，所以也非常的不成熟。 

实用新型内容

本实用新型的目的是设计一种解决传统的自耦变压器起动电机时，电机端电压两次突变问题，能够实现平滑无冲击的切换的一种可实现平滑切换用于高压电机起动的自耦变压器铁芯。 

本实用新型一种可实现平滑切换用于高压电机起动的自耦变压器铁芯为三相铁芯柱1，所述的三相铁芯柱1由多个小铁饼2组成，所述的多个小铁饼2至少为3个，小铁饼2之间包含非磁性材料3。 

非磁性材料3的厚度的大小调节电抗值的大小，电抗值的大小由以下公式决定： (L：电感量，A_e： 磁路截面积，l_g：非磁性材料高度，l_c：磁路长度，μ_r：铁芯相对磁导率N：匝数)，由公式可知：电抗器基本参数确定后，通过调整非磁性材料的高度l_g(即铁芯气隙)的条件下，可改变电抗量L的大小，非磁性材料越厚，电感量越小，反之亦然。又因电抗值X₁＝2πfL(X₁：电抗值，f：电源频率)电抗值随着电感量的改变而改变。 

本实用新型一种可实现平滑切换用于高压电机起动的自耦变压器铁芯的优点是：通过调整非磁性材料厚度来调整串联线圈的电抗值，其值的大小能确保电机端电压在星点开关分开前后保持不变，实现瓶滑切换，解决了对电机切换冲击问题，从而使电机使用寿命长，性价比高。 

本实用新型调整线圈的电抗值从而解决对电机切换冲击问题，是这样实现的：起动初期，电机在自耦变压器状态下起动，电机端电压由自耦变压器抽头k决定，这一阶段与传统自藕变压器性能一致。 

起动后期，随着电机反电动势建立，电机电流逐步下降，自耦变压器星点开关QF3断开，此时电机由自耦变压器起动转为串电抗器起动，即电机M与自耦变压器串联线圈L构成串联关系，电机继续起动。本专利的核心内容在于：通过特殊手段将自耦变压器串联线圈L较大的电抗值降低至某一合适的值，同时不伤失自耦变压器的功能，串联线圈电抗值的大小能确保电机端电压在星点开关QF3分开前后保持不变，实现第一次平滑切换。 

当电机转入串电抗器起动后，电机电流继续衰减，因串联线圈L为定且值，且数值较小，串联线圈上的压降随着电机电流衰减而减小， 电机端电压逐渐升高，当电机端电压接近电网电压，而串联线圈L上压降接近0时，旁路开关QF2合闸，冲击也很小，解决了第二次切换冲击问题。 

附图说明

图1为一种可实现平滑切换用于高压电机起动的自耦变压器铁芯的结构示意图。 

图2为电路原理图。 

具体实施方式

根据图1、图2所示，一种可实现平滑切换用于高压电机起动的自耦变压器铁芯为三相铁芯柱1，所述的三相铁芯柱1由多个小铁饼2组成，小铁饼2之间包含非磁性材料3。将小铁饼压成一整体，套上线圈，两端加上盖板，用螺栓或用铆钉紧固。 

非磁性材料3的厚度的大小调节电抗值的大小，电抗值的大小由以下公式决定： (L：电感量，A_e：磁路截面积，l_g：非磁性材料高度，l_c：磁路长度，μ_r：铁芯相对磁导率N：匝数)，由公式可知：电抗器基本参数确定后，通过调整非磁性材料的高度l_g(即铁芯气隙)的条件下，可改变电抗量L的大小，非磁性材料越厚，电感量越小，反之亦然。又因电抗值X₁＝2πfL(X₁：电抗值，f：电源频率)电抗值随着电感量的改变而改变。