l和晶闸管D2整流电路不工作，直流线圈L23和直流线圈L24中的直流电流等于零。第一种改进的多功能变压器一次线圈有最大电抗值Zmax。
[0045]当控制电路6控制晶闸管Dl和晶闸管D2全导通时，流过直流线圈L23与直流线圈L24的直流电流达到最大设计值。第一种改进的多功能变压器一次线圈有最小电抗值Zmin0
[0046]控制电路6控制晶闸管Dl和晶闸管D2整流量的大小，可控制直流线圈L23和直流线圈L24中直流电流的大小，可控制第一种改进的多功能变压器一次线圈电抗值的大小。控制电路6连续控制晶闸管Dl和晶闸管D2整流量的大小，可连续控制直流线圈L23和直流线圈L24中直流电流的大小，实现第一种改进的多功能变压器一次线圈电抗值的连续调节，第一种改进的多功能变压器一次线圈电抗值在最大值与最小值之间调节、变化。
[0047]实验表明，第一种改进的多功能变压器二次线圈连接负载，不论负荷电流增大，或者减小，都不会改变直流线圈L23和直流线圈L24中的直流电流大小，都不会影响第一种改进的多功能变压器中的饱和电抗器性能。
[0048]实验表明，直流线圈L23和直流线圈L24中的直流电流在饱和电抗器需求的范围内变化，对第一种改进的多功能变压器一次电压与二次电压的变比影响很小，对第一种改进的多功能变压器一次线圈与二次线圈之间的漏抗影响不大于7%。
[0049]实验表明，图2所示第一种改进的多功能变压器的直流线圈结构比图1所示多功能变压器的直流线圈结构简单，且性能没有下降。
[0050]实施例2:
[0051]图1所示多功能变压器与图2所示多功能变压器的暂态响应时间比较长。本实施例提供一种暂态响应时间更短的多功能变压器。
[0052]第二种改进的多功能变压器的结构与连接方式如图3所示。包括一次线圈端子II，一次线圈端子112，二次线圈端子13，二次线圈端子114，闭环铁芯5，控制电路6。第二种改进的多功能变压器的闭环铁芯与实施例1相同，不再累赘。
[0053]其中一根铁芯柱上有交流线圈L11、交流线圈L13、交流线圈L15、直流线圈L21和直流线圈L23，另一根铁芯柱上有交流线圈L12、交流线圈L14、交流线圈L16、直流线圈L22和直流线圈L24 ;交流线圈L11、交流线圈L12、交流线圈L13、交流线圈L14的匝数相等，交流线圈L15与交流线圈L16的匝数相等；直流线圈L21与直流线圈L22的结构相同，匝数相等，直流线圈L23与直流线圈L24的结构相同，匝数相等；直流线圈L23与直流线圈L24有抽头，抽头至线圈异名端之间的线圈匝数与整个线圈匝数之比为δ，直流线圈L23与直流线圈L24抽头的匝数比δ相等，皆小于1/3。
[0054]第二种改进的多功能变压器交流线圈的连接方式与实施例1相同，不再累赘。
[0055]直流线圈L21同名端连接直流线圈L22同名端，直流线圈L21异名端连接直流线圈L24同名端，直流线圈L22异名端连接直流线圈L23同名端，直流线圈L23的抽头经正向晶闸管Dl连接直流线圈L24的异名端，直流线圈L23的异名端经正向晶闸管D2连接直流线圈L24的抽头。
[0056]晶闸管Dl和晶闸管D2的触发端子分别连接控制电路6，控制电路6控制晶闸管Dl和晶闸管D2触发角的大小，实现连续调节晶闸管Dl和晶闸管D2整流量的大小。
[0057]直流线圈L21异名端与直流线圈L23同名端之间还连接二极管D4。二极管D4也称为续流二极管。续流二极管可为多功能变压器上的各交流线圈与直流线圈提供电压平衡；续流二极管可为多功能变压器上直流线圈中高次谐波提供整流通道，提高多功能变压器性能。续流二极管在一些应用场合，可以去除。
[0058]第二种改进的多功能变压器一次线圈接入额定电压为Ul的系统。交流线圈L11、交流线圈L12、交流线圈L13、交流线圈L14有励磁电流流通，在闭环铁芯5中产生交流磁通，该交流磁通在直流线圈L21，直流线圈L22，直流线圈L23，直流线圈L24中产生感生电动势，晶闸管Dl和晶闸管D2两端有交流电压存在。
[0059]当控制电路6控制晶闸管Dl和晶闸管D2全截止时，晶闸管Dl和晶闸管D2整流电路不工作，直流线圈L21，直流线圈L22，直流线圈L23和直流线圈L24中的直流电流等于零。第二种改进的多功能变压器一次线圈有最大电抗值Zmax。
[0060]当控制电路6控制晶闸管Dl和晶闸管D2全导通时，流过直流线圈L21，直流线圈L22，直流线圈L23和直流线圈L24的直流电流达到最大设计值。第二种改进的多功能变压器一次线圈有最小电抗值Zmin。
[0061]控制电路6控制晶闸管Dl和晶闸管D2整流量的大小，可控制直流线圈L21，直流线圈L22，直流线圈L23和直流线圈L24中直流电流的大小，可控制第二种改进的多功能变压器一次线圈电抗值的大小。控制电路6连续控制晶闸管Dl和晶闸管D2整流量的大小，可连续控制直流线圈L21，直流线圈L22，直流线圈L23和直流线圈L24中直流电流的大小，实现第二种改进的多功能变压器一次线圈电抗值的连续调节，第二种改进的多功能变压器一次线圈电抗值在最大值与最小值之间调节、变化。
[0062]直流线圈L24、直流线圈L21的直流方向朝上；直流线圈L22，直流线圈L23的直流方向朝下；直流电流在直流线圈L24、直流线圈L21、直流线圈L22、直流线圈L23中形成环路。直流线圈L21与直流线圈L23在同一铁芯柱上，直流线圈L21与直流线圈L23产生的直流磁通方向相反发生对撞。直流线圈L22与直流线圈L24在同一铁芯柱上，直流线圈L22与直流线圈L24产生的直流磁通方向相反发生对撞。实验表明:对撞的结果使直流磁通的暂态响应时间缩短。
[0063]实验表明，直流线圈L21与直流线圈L23产生的直流磁通发生对撞，直流线圈L22与直流线圈L24产生的直流磁通发生对撞，二极管D3、二极管D4提供的高次谐波整流通道可提高直流磁通对撞的效果，提高第二种改进的多功能变压器性能。
[0064]实施例2与实施例1共性的部分，不再累赘。
[0065]本发明的一种改进的多功能变压器可用现有技术设计制造，完全可以实现。有广阔应用前景。
【主权项】
1.一种改进的多功能变压器，其特征是，它包括安装在同一闭环铁芯上的饱和电抗器和变压器；其中， 所述变压器由一次线圈和二次线圈组成； 所述饱和电抗器共用变压器一次线圈，饱和电抗器其余部分不连接变压器线圈，且不接入电力系统；包括一对结构相同的直流线圈，分别安装在所述闭环铁芯的两铁芯柱上；所述各直流线圈都有抽头；两直流线圈的同名端连接，一个直流线圈的异名端经过一个反向晶闸管与另一直流线圈的抽头连接，另一个直流线圈的异名端经过一个正向晶闸管与前一直流线圈的抽头连接； 所述两晶闸管的控制端接控制电路，控制电路控制两晶闸管触发角的大小；连续调节两直流线圈直流电流的大小，实现饱和电抗器电抗值的连续调节。2.一种改进的多功能变压器，其特征是，它包括安装在同一闭环铁芯上的饱和电抗器和变压器；其中， 所述变压器由一次线圈和二次线圈组成； 所述饱和电抗器共用变压器一次线圈，饱和电抗器其余部分不连接变压器线圈，且不接入电力系统；包括两对结构相同的直流线圈，分别安装在所述闭环铁芯的两铁芯柱上，每对直流线圈均由一只没有抽头的直流线圈和一只有抽头的直流线圈组成；没有抽头的两直流线圈的同名端连接，异名端分别连接另一铁芯柱上有抽头的直流线圈的同名端，一个有抽头的直流线圈的异名端经过一个反向晶闸管与另一有抽头的直流线圈的抽头连接，另一个有抽头的直流线圈的异名端经过一个正向晶闸管与前一有抽头的直流线圈的抽头连接; 所述两晶闸管的控制端接控制电路，控制电路控制两晶闸管触发角的大小；连续调节两直流线圈直流电流的大小，实现饱和电抗器电抗值的连续调节。3.如权利要求1或2所述的一种改进的多功能变压器，其特征是，所述变压器的一次线圈由四只交流线圈组成，各交流线圈匝数相等，分别安装在所述闭环铁芯的两铁芯柱上；不同铁芯柱上的两只交流线圈正向串联形成两交流线圈串，然后两交流线圈串并联形成一次线圈。4.如权利要求3所述的一种改进的多功能变压器，其特征是，所述一次线圈中，至少一个铁芯柱上的两交流线圈间串联续流二极管，为交流线圈中高次谐波提供整流通道。5.如权利要求1或2所述的一种改进的多功能变压器，其特征是，所述变压器的二次线圈由位于所述闭环铁芯的两铁芯柱上的一对交流线圈正向串接构成；各交流线圈匝数相等。6.如权利要求1或2所述的一种改进的多功能变压器，其特征是，所述有抽头的两直流线圈的抽头的匝数比S相等，皆小于1/3。7.如权利要求1或2所述的一种改进的多功能变压器，其特征是，所述当控制电路控制两晶闸管全截止时，两晶闸管的整流电路不工作，各直流线圈的直流电流等于零，变压器一次线圈有最大电抗值Zmax ； 控制电路控制各晶闸管全导通时，流过各直流线圈的直流电流达到最大设计值，变压器一次线圈有最小电抗值Zmin。8.如权利要求2所述的一种改进的多功能变压器，其特征是，所述同一铁芯柱上两直流线圈间连接一续流二极管，为直流线圈中高次谐波提供整流通道。9.如权利要求2所述的一种改进的多功能变压器，其特征是，所述同一铁芯柱上两直流线圈中的电流方向相反，发生对撞，使直流磁通的暂态响应时间缩短。10.一种三相改进的多功能变压器，其特征是，它采用权利要求1或2所述的改进的多功能变压器组成三相多功能变压器。
【专利摘要】本发明涉及一种改进的多功能变压器。它包括安装在同一闭环铁芯上的饱和电抗器和变压器；所述饱和电抗器包括两铁芯柱上各有一只直流线圈，各直流线圈都有抽头；两直流线圈的同名端连接，第一只直流线圈的抽头经正向晶闸管连接第二只直流线圈的异名端，第一只直流线圈的异名端经正向晶闸管连接第二只直流线圈的抽头；所述两晶闸管的控制端接控制电路，控制电路控制两晶闸管触发角的大小；连续调节两直流线圈直流电流的大小，实现饱和电抗器电抗值的连续调节。
【IPC分类】H02M5/10, H01F27/28, H02P13/00
【公开号】CN105141140
【申请号】CN201510467899
【发明人】李晓明
【申请人】山东大学
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年7月31日