[发明专利]一种能控制磁通的阀门

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子、电气和电力系统。本发明涉及一种能控制磁通的阀门，适合应用于要求连续改变磁路磁阻大小或磁通开关状态的情况。

背景技术

磁性元件在电力电子、电工和电力系统中都有十分广泛的应用，如逆变器中的无源滤波器、电工中的电感器和电力系统中的消弧线圈等。实际应用中，往往需要改变磁性元件磁阻的大小，有时甚至要在带负载的条件下连续无级地改变磁阻的大小。但是，由于目前尚没有能够直接、连续且大范围地调节磁阻大小的开关、至今对磁路进行调节的主要措施及其存在的缺点有：

措施1：在磁性元件实际运行线圈匝数，通过开关调节电感量。

缺点：改变磁性元件实际运行线圈的匝数，虽然可以调节磁性元件的电感量，但是既不能连续无级调节，又需要外接切换电气开关，而在高压大电流电路的电气开关成本很高。

措施2：在磁性元件上另加控制线圈，并在控制线圈中通过直流电流，用调节磁性元件铁芯饱和程度的办法来改变磁性元件主磁路的磁阻。

缺点：铁芯饱和后会增加功率电感元件的损耗，增大功率电感元件的噪声。

措施3：在磁性元件上另加控制线圈和滤波线圈，控制线圈接一对反向并联的晶闸管，用改变晶闸管的导通角来调节控制线圈电流的办法来改变功率电感元件主磁路磁通，用滤波线圈回路中的电容器电感器构成无源滤波器滤波。

缺点：无源滤波器只能过滤掉特定阶次的谐波，剩余阶次的谐波会造成严重干扰。

措施4：在磁性元件上附加若干个控制绕组，用专用逆变器向一个控制绕组输入可控交流电流，在剩余控制绕组上接逆变器分别接一对反向并联的晶闸管及其限流电感器，用各晶闸管的导通角与逆变器可控交流电流相配合的办法来改变磁性元件的电感量。

缺点：过于复杂，隐患故障点太多。

措施5：调节磁性元件磁芯气隙来改变主磁路的磁阻。

缺点：铁芯气隙难以精确控制，能有效调节气隙的尺度很小，连续无级调节很难做到，大功率的磁性元件气隙伴随着噪声、振动和电磁干扰。

因此，如何克服上述缺点，对磁阻进行直接、连续且大范围地调节是本发明的目的。

发明内容

本发明的目的是一种能控制磁通的阀门，在本发明的实施例中能够直接、连续且大范围地调节阀门的磁阻、呈现阀门的开启或阀门的闭合状态。

本发明的解决方案是：一种能控制磁通的阀门，包括阀套、阀座和阀芯，其特征在于：所述阀门通过阀套和所述阀座串接在磁性元件软磁质磁芯中，所述阀芯的阀轴与磁性元件磁芯主磁通方向垂直，所述阀芯由绝缘且抗磁质的蝶状阀板和软磁质的阀板夹共同构成，所述阀芯与软磁质的阀座间为过渡配合，绝缘且抗磁质的蝶状阀板和软磁质的阀板夹均可围绕阀轴在软磁质的阀座中作连续的角位移和角定位。本发明的技术特点是绝缘且抗磁质的蝶状板能提供阀门的最大磁阻值构成阀门的关闭状态，软磁质的阀板夹板提能供阀门的最小磁阻值构成阀门的开启状态，改变阀芯中绝缘且抗磁质的蝶状板平面的法线向量与磁性元件磁芯主磁通方向的夹角便可以直接且连续地改变阀门的磁阻大小、呈现能控制磁通的阀门关闭和开启状态。

本发明实施例的优点在于：本发明不需要线圈抽头、附加线圈及其相关电路便可控制经过阀门的磁通，实现磁阻大小的无级调节，控制阀门所在磁支路的开启和关闭，克服了附加电器切换开关所带来的功率电路、灭弧和成本等缺点；本发明磁路中无气隙，不需要改变气隙的大小即可控制经过阀门的磁通，实现磁阻大小的无级调节，控制阀门所在磁支路的开启和关闭，克服了磁芯气隙所带来的噪声、振动和电磁干扰等。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图

图2为图1的剖面图

图3为图1的剖面图

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步的阐述。

如图所示，本发明的一种能控制磁通的阀门，串联在磁性元件软磁质的磁芯1上、包括固定所述阀门的阀套2，将所述阀套定位在磁芯上的螺钉3，绝缘且抗磁质的蝶状阀板4，软磁质的阀板夹5，软磁质的阀座6，固定所述阀门开启程度的阀轴定位器7，可输入外力矩操纵所述阀门的力矩输入轴8。

上述软磁质阀座与磁性元件的软磁质磁芯间为过盈配合，上述阀轴与磁性元件磁芯主磁通方向垂直，绝缘且抗磁质的蝶状阀板和软磁质的阀板夹构成可转动的阀芯，所述阀芯与软磁质磁座间为过渡配合，所述阀芯可以围绕阀轴在软磁质磁座内作角位移和角定位。