专利名称：不同绕向绕组组合的磁控电抗器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种磁控电抗器，尤其是一种用于电力系统的无功补偿的不同绕向绕组组合的磁控电抗器。
背景技术：
磁控电抗器(magnetic control reactor)全称是磁阀式可控电抗器，简称MCR，是一种容量可调的并联电抗器，主要用于电力系统的无功补偿。由于电力系统的需求，可控电抗器一直以来就是一个研究热点，其中前苏联科学家提出的借助直流控制的磁饱和型可控电抗器得到了推广和应用。20世纪70年代以来， 由于可控硅器件迅速发展及相控电抗器的出现，可控电抗器被打入“冷宫”。随着电力工业的高速发展，人们对供电质量及可靠性的要求越来越高。由此产生了一系列问题超(特) 高压大电网的形成及负荷变化加剧，要求大量快速响应的可调无功电源来调整电压，维持系统无功潮流平衡，减少损耗，提高供电可靠性。20世纪70年代以来发展起来的相控电抗器(TCR)，由于其高昂的造价，使得相控电抗器很难在电力系统中获得广泛的应用。1986年，原苏联学者提出了磁阀式可控电抗器的新型结构，从而使得可控电抗器的发展有的突破性进展。新型可控电抗器可以应用于直到1150KV的任何电压等级的电网作为连续可调的无功补偿装置，因而可直接接于超高压线路侧，同时发挥同步补偿机和并联电抗器的作用。磁控电抗器由控制部分和电抗器本体组成，现在采用的原理图(单相)如图1， 该电抗器的铁芯柱中设有长度为L的小截面段，每个铁芯柱上分别对称地绕有两个匝数为 N/2的绕组；每一铁芯柱的上(下)绕组有一抽头比为δ =Nk/N的抽头，它们与各自铁芯柱的下(上)绕组的首(末)端之间接有晶闸管Tl和T2，不同铁芯的上、下两个绕组交叉联接后并至电网，二极管D则横跨在交叉端点用于续流。当晶闸管Tl、晶闸管T2均不导通时，可控电抗器相当于空载变压器，容量很小；若在电源电压的正负半周内轮流触发导通 Tl、T2，则可在绕组回路中产生一定大小的直流偏磁电流，其在两并联绕组中自成回路，不流向外部电路。该控制电流所产生的直流磁通使工作铁芯柱饱和，可控电抗器等值容量增大。调节晶闸管触发延迟角的大小可以改变铁芯磁饱和度，从而达到控制电抗器容量的目的。如图1和图3中所示，A端和X端分别为磁控电抗器的进线接线端子和出线接线端子。由图3可知，晶闸管Tl、晶闸管T2和二极管D的接线端与从绕组上引出的接线端相连接，因而单相磁控电抗器安装时需要引出6个接线柱，即晶闸管Tl、晶闸管T2和二极管D 每个器件均需要两个接线柱。每个接线柱均与磁控电抗器的绕组中间引出的抽头相连接， 因而就需要在绕组上引出6个抽头。由于在绕组上引出的抽头较多，在绕组的制作过程中需考虑抽头的加工制作，抽头处存在电气接线点，这种6抽头的磁控电抗器存在有绕组制造成本高、磁控电抗器接线复杂且难度高、产品的电气可靠性较低等缺点。另外，在现有技术中，每一铁芯柱的上(下)绕组的首(末)端之间接有晶闸管Tl和晶闸管T2，不同铁芯的上、下两个绕组交叉，绕组绕向相同。这使与晶闸管T2相连接的抽头必须从下绕组的内层引出，从内层引出抽头时，需在铁芯柱的内侧引出抽头，由于铁芯柱内侧的空间有限，使得抽头的引出比较麻烦，不易操作，增加了抽头引出处理难度和成本。
实用新型内容本实用新型是为避免上述已有技术中存在的不足之处，提供一种不同绕向绕组组合的磁控电抗器，以降低制作成本、简化接线复杂度并提高电器可靠性。本实用新型首先提供了一种不同绕向绕组组合的磁控电抗器。不同绕向绕组组合的磁控电抗器，包括控制单元和电抗器本体；所述电抗器本体包括铁芯和绕组；所述铁芯包括第一铁芯柱和第二铁芯柱；第一铁芯柱和第二铁芯柱的外周面中部分别设有第一凹陷部和第二凹陷部；第一铁芯柱上绕有第一上绕组和第一下绕组；第二铁芯柱上绕有第二上绕组和第二下绕组；第一上绕组的下端部与第二下绕组的上端部相连接，第二上绕组的下端部和第一下绕组的上端部相连接；第一上绕组的下端部和第二上绕组的下端部之间通过续流二极管D相连接；其结构特点是，在第一上绕组的中部引出有第一抽头，在第一上绕组的下端部引出有第二抽头；在第二上绕组的下端部引出有第三抽头，在第二下绕组的中部引出有第四抽头；第一抽头和第三抽头之间连接有第一晶闸管Tl，在第二抽头和第三抽头之间连接有续流二极管D，在第三抽头和第四抽头之间连接有第二晶间管T2 ；所述第一上绕组和第一下绕组的绕向相反；第二上绕组和第二下绕组的绕向相反。本实用新型的不同绕向绕组组合的磁控电抗器的结构特点也在于所述第一抽头与第一晶闸管Tl的阳极相连接，第三抽头与第一晶闸管Tl的阴极相连接；所述第三抽头与第二晶闸管T2的阴极相连接，第四抽头与第二晶闸管T2的阳极相连接；第二抽头与续流二极管D的阳极相连接，第三抽头与续流二极管D的阴极相连接。与已有技术相比，本实用新型的有益效果体现在将第一下绕组的上端部和第二上饶组的下端部处作为一个抽头，即第三抽头引出，将晶闸管Tl的阴极、晶闸管T2的阴极和续流二极管D的阴极接在第三抽头上，从而将传统需要引出的抽头数目由六个减少为四个，降低了本体的制作成本，简化了接线难度；同时省去的两个线圈中的抽头降低了绕组的绕制难度，提高了产品的电气可靠性。同时，晶闸管Tl和晶闸管T2的驱动由原来的隔离驱动变成了共地驱动，降低了晶闸管Tl和晶闸管T2 的控制难度，减少了控制系统的成本。同一铁芯柱的上绕组和下绕组采用不同绕向，连接晶闸管Tl和晶闸管T2的抽头都可以在绕组的外层引出，降低了绕组制作难度，增加了产品的电气可靠性。本实用新型的磁控电抗器，在现有技术的基础上减少了两个抽头，降低了本体的制作难度和成本，简化了接线难度，提高了产品的电气可靠性，还减少了控制系统的成本。
图1为本实用新型的磁控电抗器的接线原理图。图2为本实用新型的磁控电抗器的电抗器本体的结构示意图。图3为现有技术的磁控电抗器的接线原理图。[0017]附图1 附图3中标号11第一上绕组，12第一下绕组，13第二上绕组，14第二下绕组，21第一铁芯柱，22第二铁芯柱，31第一凹陷部，32第二凹陷部，41第一抽头，42第二抽头，43第三抽头，44第四抽头。以下通过具体实施方式
，并结合附图对本实用新型作进一步说明。
具体实施方式
参见图1、图2，不同绕向绕组组合的磁控电抗器，包括控制单元和电抗器本体；所述电抗器本体包括铁芯和绕组；所述铁芯包括第一铁芯柱21和第二铁芯柱22 ；第一铁芯柱 21和第二铁芯柱22的外周面中部分别设有第一凹陷部31和第二凹陷部32 ；第一铁芯柱21 上绕有第一上绕组11和第一下绕组12 ；第二铁芯柱22上绕有第二上绕组13和第二下绕组14 ；第一上绕组11的下端部与第二下绕组14的上端部相连接，第二上绕组13的下端部和第一下绕组12的上端部相连接；第一上绕组11的下端部和第二上绕组13的下端部之间通过续流二极管D相连接。在第一上绕组11的中部引出有第一抽头41，在第一上绕组11 的下端部引出有第二抽头42 ；在第二上绕组13的下端部引出有第三抽头43，在第二下绕组 14的中部引出有第四抽头44 ；第一抽头41和第三抽头43之间连接有第一晶闸管Tl，在第二抽头42和第三抽头43之间连接有续流二极管D，在第三抽头43和第四抽头44之间连接有第二晶间管T2 ；所述第一上绕组11和第一下绕组12的绕向相反；第二上绕组13和第二下绕组14的绕向相反。所述第一凹陷部31和第二凹陷部32均为长度为L的小截面，所述长度L为沿着铁芯长度方向的长度；在所述第一凹陷部31和第二凹陷部32处，铁芯的横截面的面积比铁芯其他部位的横截面的面积小，故而称之为小截面。所述小截面可以是一个长度为L的环形槽，也可以是一个半环形槽、大半环或小半环状的凹槽，或者是由η个分布在铁芯外周面上的沿着铁芯的周向延伸的间隙，所述间隙宽度的总和为L。长度L随磁控电抗器的容量等参数的变化为变化，但一般对于一个磁控电抗器来说，长度L是确定的。所述的长度均为沿着铁芯长度方向的长度。在磁控电抗器的整个容量调节范围内，只有小截面铁芯饱和，其余各段均处于未饱和线性状态，通过改变小截面段铁芯的饱和程度来改变电抗器的容量。第一上绕组11和第一下绕组12分别位于第一凹陷部31的上方和下方，第二上绕组11和第二下绕组12分别位于第二凹陷部32的上方和下方，由两个凹陷部将上下绕组隔开。由于第一下绕组的上端部和第二上饶组的下端部是连接在一起的，因而可将第一下绕组的上端部和第二上饶组的下端部处作为一个抽头，即第三抽头引出，将晶闸管Tl的阴极、晶闸管Τ2的阴极和续流二极管D的阴极接在第三抽头上，这样做的结果是将传统需要引出的抽头数目由六个减少为四个，降低了本体的制作成本，简化了接线难度；同时省去的两个线圈中的抽头降低了绕组的绕制难度，提高了产品的电气可靠性。同时，晶闸管Tl 和晶闸管Τ2的驱动由原来的隔离驱动变成了共地驱动，降低了晶闸管Tl和晶闸管Τ2的控制难度，减少了控制系统的成本。由于同一铁芯柱上的上下绕组的绕向是相反的，因而与晶闸管Tl和晶闸管Τ2相连接的抽头都可以从绕组的外层引出，从而降低了绕组制作难度，增加了产品的电气可靠性。所述第一抽头41与第一晶闸管Tl的阳极相连接，第三抽头43与第一晶闸管Tl 的阴极相连接；所述第三抽头43与第二晶闸管Τ2的阴极相连接，第四抽头44与第二晶闸管Τ2的阳极相连接；第二抽头42与续流二极管D的阳极相连接，第三抽头43与续流二极管D的阴极相连接。第一晶闸管Tl的门极和第二晶闸管T2的门极均与控制单元相连接， 通过控制单元来控制第一晶闸管Tl和第二晶闸管T2的导通。本实用新型的磁控电抗器，在现有技术的基础上减少了两个抽头，降低了本体的制作成本，简化了接线难度，提高了产品的电气可靠性，还减少了控制系统的成本。同一铁芯柱的上绕组和下绕组采用不同绕向，连接晶闸管Tl和晶闸管T2的抽头都可以在绕组的外层引出，降低了绕组制作难度。如图1所示，第一上绕组11、第一下绕组12、第二上绕组13和第二下绕组14均为匝数为N/2的绕组；第一抽头41和第四抽头44的抽头比为δ =Nk/N;Nk为第一上绕组11 的下端部和第一抽头41之间的线圈匝数；第二下绕组14的上端部与第四抽头44之间的匝数也为Nk。第二抽头42位于第一上绕组11的下端部，第三抽头43位于第二上绕组13的下端部。A端和X端分别为磁控电抗器的进线接线端子和出线接线端子。第一上绕组11的绕向与第一下绕组12的绕向是相反的，同样地，第二上绕组13的绕向和第二下绕组14的绕向是相反的。本实用新型的磁控电抗器属于单相电抗器；将3个本实用新型的单相电抗器组合在一起，可构成三相电抗器。
权利要求1.不同绕向绕组组合的磁控电抗器，包括控制单元和电抗器本体；所述电抗器本体包括铁芯和绕组；所述铁芯包括第一铁芯柱和第二铁芯柱02)；第一铁芯柱和第二铁芯柱0 的外周面中部分别设有第一凹陷部(31)和第二凹陷部(3 ；第一铁芯柱 (21)上绕有第一上绕组(11)和第一下绕组(1 ；第二铁芯柱0 上绕有第二上绕组(13) 和第二下绕组(14)；第一上绕组(11)的下端部与第二下绕组(14)的上端部相连接，第二上绕组(1 的下端部和第一下绕组(1 的上端部相连接；第一上绕组(11)的下端部和第二上绕组(1 的下端部之间通过续流二极管D相连接；其特征是，在第一上绕组(11)的中部引出有第一抽头(41)，在第一上绕组(11)的下端部引出有第二抽头0 ；在第二上绕组(1 的下端部引出有第三抽头(43)，在第二下绕组(14)的中部引出有第四抽头G4)； 第一抽头Gl)和第三抽头^幻之间连接有第一晶间管Tl，在第二抽头0 和第三抽头 (43)之间连接有续流二极管D，在第三抽头和第四抽头04)之间连接有第二晶闸管 T2 ；所述第一上绕组(11)和第一下绕组(1 的绕向相反；第二上绕组(1 和第二下绕组 (14)的绕向相反。
2.根据权利要求1所述的不同绕向绕组组合的磁控电抗器，其特征是，所述第一抽头 (41)与第一晶闸管Tl的阳极相连接，第三抽头与第一晶闸管Tl的阴极相连接；所述第三抽头与第二晶闸管T2的阴极相连接，第四抽头G4)与第二晶闸管T2的阳极相连接；第二抽头0 与续流二极管D的阳极相连接，第三抽头与续流二极管D的阴极相连接。
专利摘要本实用新型公开了一种不同绕向绕组组合的磁控电抗器，电抗器本体包括铁芯和绕组，绕组包括第一上绕组、第一下绕组、第二上绕组和第二下绕组；在第一上绕组的中部和下端部分别引出有第一抽头和第二抽头；在第二上绕组的下端部引出有第三抽头，在第二下绕组的中部引出有第四抽头；第一抽头和第三抽头之间连接有第一晶闸管T1，在第二抽头和第三抽头之间连接有续流二极管D，在第三抽头和第四抽头之间连接有第二晶闸管T2；第一上绕组和第一下绕组的绕向相反；第二上绕组和第二下绕组的绕向相反。本实用新型的不同绕向绕组组合的磁控电抗器，具有可降低制作成本、简化绕组制作难度并提高电器可靠性等优点。
文档编号H02J3/18GK202019199SQ20112015949
公开日2011年10月26日 申请日期2011年5月18日 优先权日2011年5月18日
发明者宋少敏, 方四安, 李永祥 申请人:合肥华威自动化有限公司