专利名称：紧凑型高压磁控软起动电抗器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电力系统中的部件，尤其是一种异步电动机启动过程中实现电机软起动、软停车的紧凑型高压磁控软起动电抗器。
背景技术：
异步电动机以其优良的性能及无需维护的特点，在各行各业中得到广泛的应用， 由于其在起动过程中产生较大的冲击电流、降低电网电压，并大大减小电机的使用寿命，目前已有液阻软起动装置、晶间管软起动装置、变频器软起动装置及开关变压器软起动装置， 而磁控软起动装置应用则处于起步阶段。液阻软起动所需维护量较大且对环境的要求较高，晶闸管软起动方式采用电流闭环对起动过程进行控制，但晶间管在整流过程中产生的谐波较大，且电压等级越高，需要串并联的晶闸管数目愈多，这就对晶闸管的性能提出了更为严格要求，而变频器及开关变压器方式装置本身体积较大，对环境的要求较高，很难较好的在工业环境下应用。磁控软起动方式是借助准饱和磁控电抗器电抗值连续可调的优点，起动时电抗器的电抗值较大，在软起动过程中通过负反馈环节使其电抗值逐渐减小，直至软起动过程完成，而电抗值的变化是通过控制直流励磁电流、改变铁芯的饱和度来实现的，从而最终实现电机的软起动、软停车等功能。中国专利局于2001年10月10日公告了一份CNM53528Y号专利，名称为电动机软起动及控制用线性电抗器，该电抗器由套装在铁芯上的高压线圈和控制线圈组成，高压线圈从铁芯的窗口中绕过，控制线圈从铁芯的铁轭局部间隙孔中绕过，控制线圈与高压线圈在铁芯上产生的磁场方向相互垂直，控制线圈与外接可调直流电源电连接。
发明内容本实用新型解决了现有技术中的晶闸管在整流过程中产生的谐波较大，随着电压等级升高，晶闸管数目增多，增加了对晶闸管性能的要求的缺陷，提供一种紧凑型高压磁控软起动电抗器，减弱整流中的谐波，电抗值随着软起动过程进行逐渐减小。本实用新型还解决了现有技术中装置体积大，对安装运行的环境要求较高，比较难以在工业环境中应用的缺陷，提供一种体积较小，可方便安装于柜体中并减弱对周围环境的依赖的紧凑型高压磁控软起动电抗器。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种紧凑型高压磁控软起动电抗器，包括上下两电抗器安装板及处于中间位置的铁芯及铁芯绕组，其特征在于铁芯包括处于中间位置的芯柱及处于芯柱周边围绕芯柱的边柱，芯柱外部装设直流控制绕组，边柱外部装设有交流绕组。磁控电抗器电抗值连续可调，启动时电抗器的电抗值较大，在软起动过程中通过负反馈环节使其电抗值逐渐减小，直至软起动过程完成，芯柱处于中间结合直流控制绕组形成直流铁芯柱，边柱处于周围结合交流绕组形成交流铁芯柱，直流控制绕组通过改变晶闸管的触发角度调节电抗器的电抗值，减弱整流中的谐波，还能免去由于晶闸管串并联带来的诸多问题，一相的两个交流绕组按照异名端相连的方式并联连接；电抗器空载运行时交流绕组已有一定的电流，再采用电流闭环、负反馈环节调节直流绕组的励磁电流，改变电抗器铁芯的饱和度，实现电机软起动的目的。作为优选，芯柱包括六个呈梅花形布置的小铁芯柱组成，边柱的位置与小铁芯柱一一对应。加强铁芯与绕组的耦合程度，减少了漏磁。作为优选，边柱呈圆柱形，芯柱呈圆柱形，组成芯柱的小铁芯柱共六个呈中心对称布置。加强铁芯与绕组的耦合程度，减少了漏磁。作为优选，小铁芯柱由多片口字形铁芯组成多边阶梯形结构，小铁芯柱的一侧边成60°夹角。充分利用电抗器空间，提高绕组与铁芯的耦合程度。作为优选，直流控制绕组包括直流励磁绕组和短路绕组，其中直流励磁绕组在短路绕组的内部。短路绕组可以抵消电抗器运行时产生的有害电势。作为优选，两电抗器安装板之间通过两端为螺纹的连接杆连接，边柱的下部与芯柱的下部之间连接有横向支撑梁。本实用新型的有益效果是铁芯采用梅花型、松耦合结构设计，不但结构紧凑，而且大大缩小了产品体积，可使该电抗器方便的安装于柜内；加强了铁芯与绕组的耦合程度， 减少了漏磁；短路绕组的设计有效减小了电抗器产生的有害反电势的影响，提高了产品性能。
图1是本实用新型一种结构示意图；图2是本实用新型一种俯视图；图3是本实用新型一种铁芯结构示意图；图中1、电抗器安装板，2、直流励磁绕组，3、交流绕组，4、横向支撑梁，5、芯柱，6、 边柱，7、短路绕组，8、小铁芯柱。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。实施例一种紧凑型高压磁控软起动电抗器(参见附图1附图2附图3)，包括上下两电抗器安装板1及处于中间位置的铁芯及铁芯绕组，两电抗器安装板之间通过两端为螺纹的连接杆连接，铁芯包括处于中间位置的芯柱5及处于芯柱周边围绕芯柱的边柱6，芯柱包括六个呈梅花形布置的小铁芯柱组成，边柱的位置与小铁芯柱一一对应，边柱呈圆柱形，芯柱呈圆柱形，组成芯柱的小铁芯柱8共六个呈中心对称布置，小铁芯柱由多片口字形铁芯组成多边阶梯形结构，小铁芯柱的一侧边成60°夹角，铁芯绕组包括直流控制绕组和交流绕组3，直流控制绕组设置在芯柱外部，交流绕组设置在边柱外部，直流控制绕组包括直流励磁绕组2和短路绕组7，短路绕组在直流励磁绕组内部，芯柱的截面积大于边柱的截面积，边柱的下部与芯柱的下部之间连接有横向支撑梁4。采用电流闭环、负反馈控制策略，实施采集电机电流等相关参数，监控电机的起动过程，以实现电机的恒流软起动。[0022] 以上所述的实施例只是本实用新型的一种较佳方案，并非对本实用新型作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
权利要求1.一种紧凑型高压磁控软起动电抗器，包括上下两电抗器安装板及处于中间位置的铁芯及铁芯绕组，其特征在于铁芯包括处于中间位置的芯柱及处于芯柱周边围绕芯柱的边柱，芯柱外部装设有直流控制绕组，边柱外部装设有交流绕组。
2.根据权利要求1所述的紧凑型高压磁控软起动电抗器，其特征在于芯柱包括六个小铁芯柱，边柱的位置与小铁芯柱一一对应。
3.根据权利要求1或2所述的紧凑型高压磁控软起动电抗器，其特征在于边柱呈圆柱形，芯柱呈圆柱形，组成芯柱的小铁芯柱共六个呈中心对称布置。
4.根据权利要求3所述的紧凑型高压磁控软起动电抗器，其特征在于小铁芯柱由多片口字形铁芯组成呈多边阶梯形结构，小铁芯柱的侧边成60°夹角。
5.根据权利要求1或2所述的紧凑型高压磁控软起动电抗器，其特征在于直流控制绕组包括直流励磁绕组和短路绕组，其中直流励磁绕组在短路绕组的内部。
6.根据权利要求1或2所述的紧凑型高压磁控软起动电抗器，其特征在于两电抗器安装板之间通过两端为螺纹的连接杆连接，边柱的下部与芯柱的下部之间连接有横向支撑
专利摘要本实用新型涉及一种异步电动机启动过程中实现电机软起动、软停车的紧凑型高压磁控软起动电抗器，解决了现有技术中的晶闸管在整流过程中产生的谐波较大，随着电压等级升高，晶闸管数目增多，增加了对晶闸管性能的要求的缺陷，包括上下两电抗器安装板及处于中间位置的铁芯及铁芯绕组，其特征在于铁芯包括处于中间位置的芯柱及处于芯柱周边围绕芯柱的边柱，芯柱外部装设直流控制绕组，边柱外部装设有交流绕组，铁芯采用梅花型、松耦合结构设计，不但结构紧凑，而且大大缩小了产品体积，可使该电抗器方便的安装于柜内；加强了铁芯与绕组的耦合程度，减少了漏磁；短路绕组的设计有效减小了电抗器产生的有害反电势的影响，提高了产品性能。
文档编号H01F38/00GK202145419SQ20112003516
公开日2012年2月15日 申请日期2011年2月10日 优先权日2011年2月10日
发明者孙新年, 杨圣利, 高越农 申请人:杭州银湖电气设备有限公司