串聯型單相感應可調電抗器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種串聯型感應可調電抗器，包括定子鐵芯和轉子鐵芯，其特征在于定子鐵芯的槽和轉子槽內分別嵌入單相定子繞組和單相轉子繞組，所述單相定子繞組和單相轉子繞組串聯連接形成串聯型感應可調電抗器。這串聯感應可調電抗串聯在電網電源或其它電路中，就能改變電源的輸出電抗，改變電源的短路電抗和短路容量，或可穩定電源的輸出電壓，提高電源的抗負載干擾能力及抗短路能力。產品本身內部磁路閉合，不會受外界電磁干擾。它屬于線性電抗，不對電源及其它電子設備產生任何電磁干擾。
【專利說明】
串聯型單相感應可調電抗器
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種強電領域的串聯在電網，電源或電路中的串聯型單相感應可調電抗器。【背景技術】
[0002]在強電領域為了提高交流電網或電源的質量，防止電壓劇烈波動及過大的短路電流，往往需要采用串聯可調電抗器的措施來實現，但電氣市場一般只能供給固定電抗器。即使通過在固定電抗器繞組上加抽頭，似乎可改變電抗值，但除了加抽頭，又要附加分級開關，卻只是達到一個電抗值的有級變換，遠未達到電抗值無級平滑精細調節的目的。當然另有一種飽和可調電抗器，雖然可調，但由于利用磁飽和現象，屬非線性變化的調節，它會引出電源波形畸變，造成電網污染而使電網和用戶難以接受。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的是提供一種能串聯在電網或電源的電路中，不需要采用電抗器繞組抽頭，不用分接開關，直接可連續平滑地實現無觸點精細調節的串聯型感應可調電抗器。
[0004]為了實現上述目的，本實用新型的技術方案為:一種串聯型感應可調電抗器，包括定子鐵芯和轉子鐵芯，其特征在于定子鐵芯和轉子鐵芯內分別嵌入單相定子繞組和單相轉子繞組，所述單相定子繞組和單相轉子繞組串聯連接形成串聯型感應可調電抗器。
[0005]為取得電抗值調節，所述單相定子繞組和單相轉子繞組之間可作相對0~180°電氣角位移。
[0006]根據本實用新型的優選實施例，所述轉子繞組的極性端連接至所述可調電抗器的一個出線端，轉子繞組的另一端與定子繞組的同名極性端相連，所述定子繞組的另一端連接至所述可調電抗器的另一出線端。
[0007]根據本實用新型的優選實施例，所述定子鐵芯和轉子鐵芯之間設置有氣隙，且所述氣隙的大小為1?1 〇mm。
[0008]根據本實用新型的一個實施例，定子鐵芯和轉子鐵芯內分別嵌入2N個單相定子繞組和2N個單相轉子繞組，所述2N個單相定子繞組串聯，所述2N個單相轉子繞組串聯，所述串聯的2N個單相定子繞組和所述串聯的2N個單相轉子繞組串聯形成串聯型感應可調電抗器， 其中N為大于0的自然數。
[0009]根據本實用新型的另一個實施例，定子鐵芯和轉子鐵芯內分別嵌入2N個單相定子繞組和2N個單相轉子繞組，所述2N個單相定子繞組并聯，所述2N個單相轉子繞組并聯，所述并聯的2N個單相定子繞組和所述并聯的2N個單相轉子繞組串聯形成串聯型感應可調電抗器，其中N為大于0的自然數。
[0010]根據本實用新型的一個實施例，所述串聯型感應可調電抗器內電流恒定。
[0011]根據本實用新型的另一實施例，所述串聯型感應可調電抗器內隨著電流逐漸變大，電抗逐漸變小，或者隨電流逐漸變小，電抗逐漸變大。
[0012]本實用新型是一種采用電機定轉子環形閉合磁路結構，又同時應用變壓器脈動電磁場感應原理而構成的串聯在電網或電源電路中的單相線性連續平滑可調的感應可調電抗器。本實用新型采用了電機類產品的定子和轉子的環形磁路結構，在定子和轉子槽中分別嵌入定子繞組和轉子繞組，定子繞組和轉子繞組形成串聯連接，但定子繞組和轉子繞組可作相對0?180°電氣角位移，定轉子繞組串聯電抗即可實現最小至最大的連續變化調節。 這串聯感應可調電抗串聯在電網電源或其它電路中，就能改變電源的輸出電抗，改變電源的短路電抗和短路容量，或可穩定電源的輸出電壓，提高電源的抗負載干擾能力及抗短路能力。產品本身內部磁路閉合，不會受外界電磁干擾。它屬于線性電抗，不對電源及其它電子設備產生任何電磁干擾。它可制成大電流小電抗到小電流大電抗變化的可調電抗器，也可制成限定最大通過電流的可調電抗器。【附圖說明】
[0013]圖1為單相可調電抗器繞組連接示意圖。
[0014]圖2為有效匝數相量合成示意圖。
[0015]圖3為單相可調電抗器二極并聯時的繞組連接示意圖。
[0016]圖4為單相可調電抗器四極并聯時的繞組連接示意圖。【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖和實例對本實用新型作詳細說明。
[0018]圖中D為單相定子繞組，Z為單相轉子繞組，Wz為轉子繞組有效匝數相量值，WD為定子繞組有效匝數相量值，WDZ為合成有效匝數相量值。
[0019]本實用新型直接應用了現在已存在的感應調壓器的大部分結構，然而它的核心繞組的設計全部從滿足用戶串聯電抗參數為目標。基于它采用電磁感應的結構原理及實際的串聯使用方式，故稱之為串聯型單相感應可調電抗器。
[0020]本實用新型采用了電機類產品的定子和轉子的環形磁路結構，在定子和轉子槽中分別嵌入單相定子繞組D與單相轉子繞組Z，并使二者串聯，如圖1所示，圖中黑點表示繞組的極性，圖中0表示單相定子繞組D與單相轉子繞組Z之間允許0?180°電氣角位移的軟連線。 盡管磁路由定子轉子結構，但并未應用電機的旋轉磁場感應，它仍采用了變壓器類產品的脈動磁場來實施感應。
[0021]它采用定子和轉子結構，使得定子與轉子繞組的軸線及繞組有效匝數相量可以作相對0?180°的電氣角位移，如圖2所示。由圖2可知，合成有效匝數相量值WDZ的最大值為WD + Wz，WD為定子有效匝數相量值，Wz為轉子有效匝數相量值，而它的最小值為Wd-Wz，當WD=Wz=W 時，在位移角￠=0?180°的變化條件下，合成有效匝數相量值就出現WDZ=0?2W的變化。[〇〇22]眾所周知，在一般情況下繞組的電抗值Xl與匝數的平方成正比，本實用新型正是利用了定轉子繞組D、Z在串聯狀態下，他們的合成有效匝數相量值WDZ可變可調的潛質，使串聯電抗值的變化調節可以實現。
[0023]設計時按照要求使得定子繞組有效匝數相量值WD與轉子繞組有效匝數相量值Wz兩者相等(理論上不可能完全相等，實際只要盡量接近即可)，使得WD=Wz=W，接線時將轉子繞組Z的極性端連接至出線端A，將轉子繞組Z的另一端與定子繞組D的同名極性端相連，再將定子繞組D的另一端連接至出線端a，即完成接線。這樣串聯時的合成有效匝數相量值WDZ的位置將出現近似0?90°的變化。在電氣位移角￠=0?180°的范圍內，合成有效匝數相量值WDZ的大小可由下式表示:WDZ=2WSin(￠/2 )，Aa兩端的串聯電抗值可歸納成下列公式來計算:XLAa= 4KLW2Sin2(f3/2)，式中f3=0~180° ;Kl為電抗系數，在￠=0°時純由定轉子的漏抗系數來確定，而在P=180°時應由主磁通磁路的激磁電抗系數來確定，由于兩種狀態磁路中均有較大的氣隙成分，故均屬線性電抗。
[0024]本實用新型在具體實施時，首先應加工能嵌入定子繞組和轉子繞組的定子及轉子沖片，然后疊裝成定子和轉子鐵芯。設計疊片厚度應考慮到定轉子鐵芯在最大磁通狀態下的磁通密度不會造成鐵耗過大和鐵芯過熱。[〇〇25]定轉子分別完成嵌接線后，可將轉子吊入定子鐵芯。此時既要保證轉子能靈活地調節0?180°的角位移，又要使轉子在0?180°任一點位置能穩定制動，并能實現電動或手動調節操作，具體可采用帶有自鎖性能的蝸輪蝸桿減速傳動系統來實現。轉子鐵芯和定子鐵芯間必須存在氣隙，以實現定子繞組和轉子繞組的相對角位移，實現電抗值從最小至最大的調節。[〇〇26]定轉子繞組間的連線必須采用柔軟的線纜，它要保障0?180°調節時在最緊狀態不至于崩斷，且在最松狀態不至于觸碰其他構件而損傷電氣絕緣。[〇〇27]本實用新型實施時，在電氣位移角￠=0°的狀態下，由于定子繞組WD和轉子繞組Wz極性相反，有效激磁匝數為〇,僅有漏電抗起限流作用，此時可得到定子繞組D和轉子繞組Z的最小串聯電抗，它取決于定子繞組D和轉子繞組Z的漏電抗之和；而在在電氣位移角￠=180° 的狀態下，由于定子繞組D和轉子繞組Z的有效激磁匝數最大，可得到定子繞組D和轉子繞組 Z的最大激磁電抗，相對而言，此時定子繞組D和轉子繞組Z的漏電抗已經無足輕重。此時要保證通過額定電流，應采用適當的定轉子氣隙來控制電抗值的大小，如客戶要求電氣位移角和180°達到更大電抗和較小電流，則可采用偏小的定轉子氣隙，具體可按用戶要求設計實施。因此定轉子氣隙除保障定轉子相對角位移外，也是保證電流值和電抗值大小的關鍵要素。通常地，定子鐵芯和轉子鐵芯件的氣隙為1?l〇mm為佳。
[0028]本實用新型實施時根據用戶的需求可有兩種模式，其一是始終能通過額定電流的串聯型可調電抗器，其二是大電流小電抗及小電流大電抗的串聯型可調電抗器，并且在調節方式上，可以從小電抗調至大電抗，也可相反從大電抗調至小電抗。一般情況下，后者的串聯電抗變化倍率將明顯大于前者。
[0029]本實用新型實施時為了提高通過的電流值，除了定子及轉子繞組本身采用二極并聯，如圖3所示外，還可采用多對極并聯，如圖4所示的四極并聯繞組連接示意圖。但是定轉子之間仍必須保持串聯連接關系。
【主權項】
1.一種串聯型感應可調電抗器，包括定子鐵芯和轉子鐵芯，其特征在于定子鐵芯的槽 和轉子槽內分別嵌入單相定子繞組和單相轉子繞組，所述單相定子繞組和單相轉子繞組串 聯連接形成串聯型感應可調電抗器。2.按權利要求1所述的串聯型感應可調電抗器，其特征在于:所述轉子繞組的極性端連 接至所述可調電抗器的一個出線端，轉子繞組的另一端與定子繞組的同名極性端相連，所 述定子繞組的另一端連接至所述可調電抗器的另一出線端。3.按權利要求1所述的串聯型感應可調電抗器，其特征在于:所述定子鐵芯和轉子鐵芯 之間設置有氣隙，且所述氣隙的大小為1?1〇_。4.按權利要求1所述的串聯型感應可調電抗器，其特征在于:定子鐵芯和轉子鐵芯內分 別嵌入2N個單相定子繞組和2N個單相轉子繞組，所述2N個單相定子繞組串聯，所述2N個單 相轉子繞組串聯，所述串聯的2N個單相定子繞組和所述串聯的2N個單相轉子繞組串聯形成 串聯型感應可調電抗器，其中N為自然數。5.按權利要求1所述的串聯型感應可調電抗器，其特征在于:定子鐵芯和轉子鐵芯內分 別嵌入2N個單相定子繞組和2N個單相轉子繞組，所述2N個單相定子繞組并聯，所述2N個單 相轉子繞組并聯，所述并聯的2N個單相定子繞組和所述并聯的2N個單相轉子繞組串聯形成 串聯型感應可調電抗器，其中N為自然數。6.按權利要求1所述的串聯型感應可調電抗器，其特征在于:所述單相定子繞組和單相 轉子繞組之間可作相對0?180°電氣角位移。7.按權利要求1所述的串聯型感應可調電抗器，其特征在于:所述串聯型感應可調電抗 器內電流恒定。8.按權利要求1所述的串聯型感應可調電抗器，其特征在于:所述串聯型感應可調電抗 器內隨著電流逐漸變大，電抗逐漸變小，或者隨電流逐漸變小，電抗逐漸變大。
【文檔編號】H02P13/00GK205595199SQ201620341169
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年4月21日
【發明人】蔣光祖
【申請人】蔣光祖