一种紧凑型集成式船舶及海洋工程用线性电抗器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种紧凑型集成式船舶及海洋工程用线性电抗器，包括多个电抗器绕组，所述多个电抗器绕组均绕制在同一个铁芯的不同位置上，每个电抗器绕组包括两段匝数相等、绕向相反的串联绕组段。本实用新型的集成式电抗器具有集成性、紧凑性、独立性和线性度较好的特点，可以有效克服空心电抗器和铁芯电抗器的缺点，能够应用于船舶及海洋工程等对空间大小要求有限制的场合。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种电抗器，特别是一种紧凑型集成式船舶及海洋工程用线性 电抗器。 一种紧凑型集成式船舶及海洋工程用线性电抗器
【背景技术】
[0002] 船舶及海洋工程电力系统广泛采用电力电子装置，其中的变流装置是船舶及海洋 工程电力系统谐波的主要来源，为保证供电系统的电能质量，必须对谐波进行治理，而治理 谐波时，必然需要电抗器。由于船舶及海洋工程空间受到限制，如果使用空心电抗器，则不 仅占据空间大，而且电磁发散容易影响船舶设备运行，因而船舶及海洋工程用滤波电抗器 通常采用铁芯电抗器。它的最大优点是体积小，但主要缺点是：非线性、交流电阻大而影响 滤波效果，且振动噪音大。为了克服空心电抗器和铁芯电抗器在船舶及海洋工程上应用的 不足，有必要研制一种新型的电抗器，这种电抗器需具备集成性、紧凑性、独立性和线性度 较好等特点。
[0003] 根据电磁场理论，磁场由电流产生，导体中通以电流，则在其周围的空间产生相应 的磁场。实际中常把载流导体绕制成线圈(绕组）的形式，载流线圈之间由各自的磁场相互 联系的物理现象称为磁耦合。受变压器绕组漏电感的启发，一种集成化的方法就是将电抗 器绕组集成于变压器内，然而这种新型电抗器的最大难点在于其解耦方式的实现。
【发明内容】
[0004] 本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种紧凑型集成式 船舶及海洋工程用线性电抗器，有效克服空心电抗器和铁芯电抗器的缺点。
[0005] 为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种紧凑型集成式船舶 及海洋工程用线性电抗器，包括多个电抗器绕组，所述多个电抗器绕组均绕制在同一个变 压器铁芯的不同位置上，每个电抗器绕组包括两段匝数相等、绕向相反的串联绕组段。
[0006] 与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果为：本实用新型的集成式电抗器 具有集成性、紧凑性、独立性和线性度较好的特点，可以有效克服空心电抗器和铁芯电抗器 的缺点，能够应用于船舶及海洋工程等对空间大小要求有限制的场合。本实用新型可实现 电抗器与变压器的集成化设计，形成独立的线性电抗器，由于其集成性和紧凑性，因而能有 效地减小装备体积、提高制造材料利用率、降低制造成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0007] 图1为集成在变压器中的集成式电抗器原理图；
[0008] 图2为集成式电抗绕组磁通在变压器铁芯中流通示意图；
[0009] 图3为应用于船舶及海洋工程的集成电抗绕组漏电感计算示意图。
【具体实施方式】
[0010] 如图1所示，由于集成电抗器绕组2制造成匝数相等、绕向相反的两段绕组3和4 相互串联的形式，正常工作时，供电绕组1在空间产生磁场，并通过铁芯与电抗器绕组2形 成磁交链，那么后者中串联的每段线圈均会产生感应电势；但整体上绕组2中的感应电势 是各段线圈感应电势之和，由于两段绕组3和4是匝数相等、绕向相反的，则它们的感应电 势是等值反向的，故整体上绕组2的总感应电势为零。即便绕组2外接负荷形成闭环，也不 会产生感应电流，从而不会产生功率耦合。反之，由于两端绕组3和4是绕向相反的排列， 在绕组1中产生两个相反的感应电势，且其代数和为零，因而绕组2同样对绕组1不会产生 功率耦合影响。根据变压器理论，各绕组正常工作时，单个绕组的自感磁通链包括铁芯中流 通的主磁通链和与空气交链的漏磁通链。如图2所示，绕组1与绕组3和4分别存在磁交 链，即主磁通链，然而由于绕组3和4是匝数相等、绕向相反且相互串联的，那么它们产生的 磁动势是等值反向的，因而由磁动势产生的磁通是可以相互抵消的。从整体上看，绕组2内 部由其本身产生的主磁通基本为零，仅有漏磁通存在，从而形成了漏电感。因为漏磁场在空 气中不易饱和，另外集成电抗器绕组之间通过相互距离来保证各自漏磁场的独立，从而使 得其线性度较好。对于电抗器绕组2和5,由与上述类似的分析可知，从整体上看，它们之 间、它们各自与变压器绕组之间都能实现解耦，并且分别形成了独立的集成式电抗器。
【权利要求】
1. 一种紧凑型集成式船舶及海洋工程用线性电抗器，包括多个电抗器绕组，其特征在 于，所述多个电抗器绕组均绕制在同一个变压器铁芯的不同位置上；每个电抗器绕组包括 两段匝数相等、绕向相反的串联绕组段。
2. 根据权利要求1所述的紧凑型集成式船舶及海洋工程用线性电抗器，其特征在于， 每个电抗器绕组的两段绕组段之间的垂直距离为15?30mm ;每个绕组段的缠绕平均半径 为 10?80mm。
【文档编号】H01F27/30GK203850085SQ201420285058
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年5月30日 优先权日:2014年5月30日
【发明者】朱军, 罗隆福, 李勇, 梁崇淦, 廖闻迪 申请人:中国船舶重工集团公司第七一二研究所, 湖南大学