[发明专利]一种磁控电抗器

说明书

本发明提出了一种磁控电抗器，包括一对铁芯，铁芯的相对侧分别开设气隙结构；气隙结构包括弧形段。气隙结构的气隙宽度y与气隙结构处铁芯中心沿着铁芯宽度方向的距离x的关系模型为：本发明使得磁控电抗器的电抗值变化更加平滑，扩大了目标磁化曲线的非线性区域，从而增加输出电抗的输出精度；且系统稳定运行时所需要的直流控制电流比全气隙型铁芯要小很多，减少了能耗；同时交流线圈的感应电压总谐波失真较低。

技术领域

本发明属于电抗器技术领域，尤其涉及一种磁控电抗器。

背景技术

磁控电抗器是一种电抗值可以连续调节的电抗器，磁控电抗器与容性电路结合，可实现对输出电抗的调节，其具体工作原理为：通过连续调节闭环铁芯上直流线圈的直流电流大小，连续调节闭环铁芯的饱和程度，实现连续调节闭环贴心上交流线圈电抗值的大小。

然而，现有技术中的磁控电抗器存在以下缺陷：全气隙型铁芯磁控电抗器的电抗变化不够平滑，电抗可调节范围较小，且具有二值性(线性区值和饱和区值)。当直流电流工作在二值转换区间时，输出的交流电压谐波含量较高。电力系统稳定运行时，其维持低阻抗需要较大的直流电流，能耗较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁控电抗器，以实现磁控电抗器输出电抗的平滑调节，扩大目标磁化曲线的非线性区域，从而增加输出电抗的输出精度与可调节范围，并且降低电力系统稳定运行时其维持低阻抗所需的直流电流。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种磁控电抗器，包括一对铁芯，所述铁芯的相对侧分别开设气隙结构；所述气隙结构包括弧形段。

优选地，所述气隙结构的中心与所述相对侧的铁芯的中心重合。

优选地，所述气隙结构的气隙宽度y与气隙结构处铁芯中心沿着铁芯宽度方向的距离x的关系模型为：

优选地，所述气隙结构处铁芯中心沿着铁芯宽度方向的距离x不大于相对侧的铁芯的宽度的一半。

优选地，进一步包括至少一组交流线圈和一直流线圈；所述交流线圈绕制在所述铁芯的相邻侧；所述直流线圈绕制在所述交流线圈的外侧。

优选地，所述交流线圈的绕制方向一致、匝数相同；所述交流线圈的同一端相连，另一端串接到电网中。

优选地，所述交流线圈由非超导材料制成；所述直流线圈由超导材料或铜导体材料制成。

优选地，所述交流线圈的组数为3。

优选地，所述气隙结构还包括直线段；所述弧形段和直线段相对设置。与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

磁控电抗器通过特殊的气隙结构，使铁芯分段饱和，尽可能使得直流电流与铁芯饱和程度具有良好的线性度，从而达到磁控电抗器输出电抗的平滑调节，扩大目标磁化曲线的非线性区域，增加输出电抗的输出精度与可调节范围的目的；进一步地，系统稳定运行时所需要的直流控制电流比全气隙型铁芯要小很多，减少了能耗；同时交流线圈的感应电压总谐波失真较低。

附图说明

图1为本发明一实施例的磁控电抗器的工作原理示意图；

图2为图1中气隙结构的放大图；

图3为本发明又一实施例的磁控电抗器结构俯视示意图；

图4为图1中铁芯的磁化曲线；

图5为磁控电抗器调节直流控制电流下的感抗变化曲线；

图6为磁控电抗器调节直流控制电流下交流感应电压的总谐波失真(THD)。