[其他]带空气隙的自控可变电抗器

说明书

本发明涉及一个电力设备，即一种类型的可变电抗器，它包括有三芯柱铁心，交流供电的初级线圈（或称输入线圈），以及一个直流控制回路。

一般，作可变电抗器用的初级线圈至少包括一个交流供电线圈，交流电流在三柱铁心的二个芯柱中感应相同密度的交变磁通。另一方面，向控制电路提供直流电流，它在这二个芯柱内感应相同密度的直流磁通。交流和直流磁通在两个芯柱的一个中助磁而在另一个中减磁，无论交流电流为正或负时都是如此。在两芯柱中的每一个磁柱中感应的直流磁通的作用，是使铁心过饱和或欠饱和，从而确定后者对交流磁通的磁导率，来确定初级线圈电抗。通过对控制电路直流电流幅值的改变，致使在两个芯柱中感应出的直流磁通密度改变，就可以改变电抗值。人们已经提出调节直流电流数值的一个复杂系统，可获得一个理想工作特性的可变电抗器，有些系统将初级线圈的交流电流进行整流，并将该整流后的电流提供给控制回路。

现有的这些可变电抗器所具有的缺点是：其工作特性不稳定，它对于铁心材料的固有特性及铁心构造的任何变化;对于受热或铁心内最微小的位移;电源频率等的影响很敏感。另外，现有技术设计的这种电抗器不能获得初级线圈在交流变化范围内的最佳工作状态，从而，在初级线圈给定电压下，端压有微小的变化时，可变电抗器无功功率的响应特性不好。而这种特性在交流调节时是很重要的。

因此，本发明基本出发点在于，在二个芯柱中均引入气隙来消除上述各种缺点，而二磁柱中的交流和直流磁力线是同向或反向的。

更具体地，本发明提出的可变电抗器，包括：

三芯柱的铁心，其中每一个都具有首端和末端，所有首端通过铁心的首端共同接点相互连接所有的末端通过铁心的末端共同接点相互连接交流供电的初级线圈;控制线圈以及向控制线圈提供直流电流的装置，所提供的直流幅值是随可变电抗器的参数而异。

初级线圈和控制线圈根据铁心配备，以便交流电流和直流电流在第一个磁柱中感应出的交、直流磁力线分别在交流正，负半波内是同向或是反向。

而在第二芯柱中，当交流电流分别在正，负半波时交流磁通和直流磁通是相互反向或同向的。

在第一和第二芯柱内分别感应的直流磁通，其磁密随直流电流变化而异，从而改变初级线圈的感抗。

第一芯柱中感应出的合成磁通，穿过第一个芯柱和气隙，而第二芯柱中感应出的合成磁通穿过第二个芯柱及其气隙。

根据发明的最佳实施例，电参数即为向初级线圈供电的交流电流幅值，而直流供电装置包括一个二极管桥式电路，该电路将初级线圈和控制线圈相互串联，对流过初级线圈的交流电流进行整流并向控制线圈提供整流电流（自控操作）。

根据本发明的另一最佳实施例，初级线圈包括相互串联的第一绕组和第二绕组，分别绕在第一和第二芯柱上，并供以交流电，这样该交流电即在第一芯柱中感应出第一交变磁通，在第二芯柱中感应出第二交变磁通，该第一和第二交变磁通在上述三芯柱的第三芯柱中彼此同向。而控制线圈包含一个附加在第一绕组上的第三绕组和一个附加在第二绕组上的第四绕组，第三和第四绕组相互串联，分别绕在第一和第二芯柱上，并供以直流电流，这样，该直流电流便感应直流磁通，该磁通在由第一和第二芯柱所确定的磁路内成回路。

较为可取的是，第一和第三绕组绕在第一芯柱上，这样第一芯柱上的气隙位于第一和第三绕组的中央，而第二和第四绕组也绕在第二芯柱上，第二芯柱上的气隙位于第二和第四绕组的中央。

可变电抗器可包括在磁芯上绕一个通以直流的偏流线圈，也可包括一个定值电感线圈与一控制线圈串联。

本发明的目的，优点及其它特点将通过参考附图所给出的最佳实施例会更明显。其中：

图1a）表示按本发明，带气隙的自控可变电抗器，该电抗器包括三芯柱磁芯。

图1b）表示图1a）中电抗器磁芯的三芯柱截面图的一种。

图1c）为图1a）中带空气间隙的自控可变电抗器的等值电路;

图2，3，4和5表示图1a）的可变电抗器不同工作的实际曲线和理论曲线。

图6a）和6b）对等值电路加以说明，即1a）中可变电抗器的工作特性可以由附加元件来调正。

图7表示按本发明将电抗器磁芯的两个芯柱上线圈特殊布置;

图8a），8b），8c）表示如何对电压调整所用的可变电抗器的工作特性进行调节。

图9表示在架空网络上，由电容耦合用可变电抗器来调整交流供电电压的情况。