[发明专利]一种基于电流控制的宽范围大功率可调电抗器

说明书

本发明涉及一种基于电流控制的宽范围大功率可调电抗器，属于可调电抗器技术领域。本发明包含工作绕组一、工作绕组二、控制绕组、整体工作磁芯；工作绕组一与工作绕组二顺向串联构成电抗器，控制绕组绕制在整体工作磁芯中间磁芯柱上，通过在控制绕组上加大控制电流以减小电抗器的电感值，来调节电感量；整体工作磁芯为多组单个工作磁芯堆叠而成，工作绕组一、工作绕组二以及控制绕组线圈的绕制方式为多根漆包线分层混合绕制后再并联成最终抽头。本发明解决了传统直流助磁式可调电抗器调节范围窄、高频时Q值不高、大功率时电感量下降太大的问题。

技术领域

本发明涉及一种基于电流控制的宽范围大功率可调电抗器，属于可调电抗器技术领域。

背景技术

电抗器作为一种重要的电气元件，其应用非常广泛。目前常用的可调电抗器分为以下几种：一、传统机械式可调电抗器，这种电抗器的调节方式又分为调匝式和调气隙式。这两者虽然调节方便，成本低，但是电感值不能连续调节；二、晶闸管型可控电抗器，它是由一组反并联晶闸管与固定参数的电抗器相串联，通过控制晶闸管的导通角实现电感值连续调节，但其引入了电力电子器件，必然产生谐波污染，而且也不能适用于频率较高的场合中。三、磁控电抗器，这种电抗器的典型代表为磁阀式可调电抗器和直流助磁式可调电抗器。其原理是通过控制磁芯的饱和程度，改变磁芯的相对磁导率，从而实现电感值可调。磁阀式可调电抗器由于引入了晶闸管，会存在与晶闸管型可控电抗器同样的缺点。直流助磁式可调电抗器可以连续调节电感值，当选用高频损耗小的磁芯时，在高频条件下可调电抗器也能很好的工作，如在10kHz的工作频率下，选用铁氧体磁芯的直流助磁式可调电抗器可以在此频率下表现出很好的性能。直流助磁式可调电抗器结构简单，谐波成分小，制作也非常方便。但缺点是传统的直流助磁式可调电抗器的电感值调节范围小，而且高频时电感Q值也难以做的很大。当电抗器运用在大功率场合的时候，电感量下降非常明显，导致同样的电抗器，在小功率场合可以正常使用，而到了大功率的场合却因电感量变得太小而不能正常使用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：本发明提供一种基于电流控制的宽范围大功率可调电抗器，目的在于解决传统的直流助磁式可调电抗器调节范围小、高频时电抗器Q值不高以及大功率场合下电感量下降太大等关键问题。

本发明技术方案是：一种基于电流控制的宽范围大功率可调电抗器，包含工作绕组一、工作绕组二、控制绕组、整体工作磁芯；绕制在整体工作磁芯两侧磁芯柱的工作绕组一与工作绕组二顺向串联构成电抗器，控制绕组负责控制电感值，合起来就是可控电抗器，控制绕组绕制在整体工作磁芯中间磁芯柱上，通过在控制绕组上加大控制电流以减小电抗器的电感值，来调节电感量；整体工作磁芯为多组单个工作磁芯堆叠而成，工作绕组一、工作绕组二以及控制绕组线圈的绕制方式为多根漆包线分层混合绕制后再并联成最终抽头。

进一步地，所述单个工作磁芯为同型号的两个EE型磁芯对接而成，或能拼成两个EE型磁芯对接而成同样结构的磁芯组合，整体工作磁芯为至少两组同型号的单个工作磁芯堆叠而成。

进一步地，所述整体工作磁芯的磁芯材料的相对磁导率μ_r要大于2000。

进一步地，所述多根漆包线分层混合绕制后再并联成最终抽头具体的绕制方式为：先将各根漆包线分别绕制一层后，再分别绕制第二层，直至绕满实际绕制匝数，再将多个线圈的抽头并联形成最终抽头。

进一步地，各根漆包线实际绕制匝数为磁芯柱每层所能容纳线圈匝数的整数倍且单根漆包线实际绕制匝数形成的电感值大于等于设计所需的最大电感值。

本发明的工作原理是：