一种交流饱和电抗器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种交流饱和电抗器，不需要直流电流，体积小、成本低。它包括端子I，II，III，闭环铁芯交流线圈L1，交流饱和电抗器调节器；闭环铁芯交流线圈L1连接在端子I与端子II之间，交流饱和电抗器调节器连接在端子II与端子III之间；交流饱和电抗器调节器是一种分压与调节装置，当交流饱和电抗器调节器控制电路不工作时，交流饱和电抗器调节器获得交流饱和电抗器调节器的额定电压；当控制电路工作时，控制电路调节与控制交流饱和电抗器调节器两端电压小于额定电压；调节交流饱和电抗器调节器两端的交流电压，实现调节交流饱和电抗器电抗值的大小。
【专利说明】一种交流饱和电抗器
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力系统送变电【技术领域】，特别涉及一种交流饱和电抗器。
【背景技术】
[0002]电抗器在电力系统中的应用非常广泛。串联电抗器可限制短路电流；并联电抗器可限制过电压；电抗器与电容联合可构成滤波电路。在一些应用领域，电抗器的电抗值是固定不变的；在一些应用领域，电抗器的电抗值应随着电力系统运行方式的变化而不断调节。电抗值可以连续调节的可控饱和电抗器(简称为:饱和电抗器)是重要研究课题。
[0003]饱和电抗器是利用饱和电抗器闭环铁芯的饱和特性来改变电抗器的电抗值。已经有许多饱和电抗器被提出来，中国水利水电出版社2008年出版蔡宣三，高越农著《可控饱和电抗器原理、设计与应用》一书对饱和电抗器作了总结。目前提出的各种饱和电抗器，饱和电抗器主体铁芯上需要直流线圈，直流线圈需要有直流电流，直流电流在主体铁芯上产生直流磁通；调节直流电流的大小，控制饱和电抗器主体铁芯的饱和程度，实现饱和电抗器交流线圈电抗值的连续改变。为此，这种工作原理的饱和电抗器可称为直流饱和电抗器。为保证交流磁通与直流磁通路径的要求，现有的单相直流饱和电抗器主体闭环铁芯都采用四根铁芯柱相互闭环形式，三相直流饱和电抗器主体闭环铁芯都采用六根铁芯柱相互闭环形式，体积大、铁芯重、价格高。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是为解决上述问题，提供一种主体闭环铁芯线圈不需要直流电流，不需要直流磁通，体积较小、重量较轻、成本较低的交流饱和电抗器；提供一种可以配合所述交流饱和电抗器，结构简单、制造与安装方便、成本较低的直流饱和电抗器。
[0005]为实现上述目的，本发明采用如下方法:
[0006]一种交流饱和电抗器，它包括端子I，端子II，端子III，闭环铁芯交流线圈LI，交流饱和电抗器调节器；
[0007]闭环铁芯交流线圈LI连接在端子Il与端子II之间，交流饱和电抗器调节器连接在端子II与端子III之间；
[0008]以端子I与端子III额定工作电压为Ul，端子II与端子III额定电压为U2，U2 =0.1Ul?0.5U1，端子I与端子II额定电压为U3 = (U1-U2)；
[0009]闭环铁芯交流线圈LI的额定电压是U3 = (U1-U2)，临界饱和点的电压等于kl*U3，其中:kl = I ?1.2 ;
[0010]交流饱和电抗器调节器是一种分压与调节装置，调节交流饱和电抗器调节器的两端电压为额定电压或小于额定电压；通过调节交流饱和电抗器调节器两端的电压，实现调节交流饱和电抗器电抗值的大小。
[0011]一种交流饱和电抗器，它包括端子I，端子II，端子III，闭环铁芯交流线圈LI，线性电抗器，交流饱和电抗器调节器；[0012]闭环铁芯交流线圈LI串联线性电抗器后连接在端子Il与端子II之间，交流饱和电抗器调节器连接在端子II与端子III之间；
[0013]以端子I与端子III额定工作电压为U1，端子II与端子III额定电压为U2，U2 =0.1Ul?U1，端子I与端子II额定电压为U3 = (U1-U2)；
[0014]闭环铁芯交流线圈LI的额定电压是U4，U4 ( U3，临界饱和点的电压等于kl*U4，其中:kl = I?1.2 ;
[0015]交流饱和电抗器调节器是一种分压与调节装置，调节交流饱和电抗器调节器的两端电压为额定电压或小于额定电压；通过调节交流饱和电抗器调节器两端的电压，实现调节交流饱和电抗器电抗值的大小。
[0016]所述交流饱和电抗器调节器包括闭环铁芯交流线圈L2，它并联交流电压与电流控制器、压敏电阻R1，电容Cl与电阻R2串联后并联于压敏电阻Rl两端；交流电压与电流控制器是一种电力电子装置，它通过控制电路控制大功率电力电子器件，控制与调节交流电压与电流控制器两端交流电压的大小；闭环铁芯交流线圈L2的额定电压为U2，临界饱和点的电压等于kl*U2。
[0017]所述交流电压与电流控制器采用半控型电力电子器件或全控型电力电子器件。
[0018]所述交流电压与电流控制器包括:晶闸管Dl与晶闸管Dl反向并联，晶闸管Dl和晶闸管D2的触发端子连接控制电路I ;控制电路I控制晶闸管Dl和晶闸管D2触发角的大小，控制晶闸管Dl和晶闸管D2导通量的大小，从而实现控制与调节交流电压与电流控制器两端对称交流电压与电流的大小。
[0019]所述端子I作为交流饱和电抗器的高压端子，端子III作为交流饱和电抗器的低压端子，闭环铁芯交流线圈L2是闭环铁芯交流线圈LI小型化的结构。
[0020]所述交流饱和电抗器调节器包括分压变压器，分压变压器一次线圈L3两端作为交流饱和电抗器调节器的两个端子；分压变压器二次线圈L4并联交流电压与电流控制器、压敏电阻R1，电容Cl与电阻R2串联后并联于压敏电阻Rl两端；
[0021]分压变压器一次线圈L3额定电压为U2，分压变压器一次线圈L3的临界饱和点的电压等于kl*U2 ;分压变压器二次线圈L4的匝数比一次线圈L3的匝数小N倍时，交流电压与电流控制器中电力电子器件的耐压下降N倍；
[0022]通过调节交流电压与电流控制器交流电压值，实现调节交流饱和电抗器交流电流的大小，也就实现调节交流饱和电抗器电抗值的大小。
[0023]所述交流电压与电流控制器采用半控型电力电子器件或全控型电力电子器件。
[0024]所述交流电压与电流控制器包括:晶闸管Dl与晶闸管Dl反向并联，晶闸管Dl和晶闸管D2的触发端子连接控制电路16 ;控制电路16控制晶闸管Dl和晶闸管D2触发角的大小，控制晶闸管Dl和晶闸管D2导通量的大小，从而实现控制与调节交流电压与电流控制器两端对称交流电压与电流的大小。
[0025]所述交流饱和电抗器调节器由直流饱和电抗器构成；直流饱和电抗器包括闭环铁芯，闭环铁芯上绕有交流线圈、直流线圈；调节直流线圈中的直流电流大小，控制直流饱和电抗器交流线圈电抗值的大小；直流饱和电抗器额定电压为U2。
[0026]所述直流饱和电抗器包括端子I，端子II，直流饱和电抗器闭环铁芯I，控制电路II;直流饱和电抗器闭环铁芯I至少有两根铁芯柱，这两根铁芯柱在闭环铁芯I中各自至少有能形成一条不经过对方铁芯柱的闭环；这两根铁芯柱截面积相等，其中一根铁芯柱上有交流线圈L5和直流线圈L6，另一根铁芯柱上有交流线圈端子L7和直流线圈L8 ;交流线圈L5与交流线圈L7的匝数相等，直流线圈L6与直流线圈L8的匝数相等；交流线圈L5与交流线圈L7的匝数是相同电压等级变压器一次线圈匝数的1/2 ;交流线圈L5与直流线圈L6的匝数不相等；
[0027]交流线圈L5同名端与直流线圈L8同名端连接在一起后，连接端子I ;交流线圈L7异名端与直流线圈L6异名端连接在一起后，连接端子II ;交流线圈L5异名端连接交流线圈L7同名端，交流线圈L5异名端经正向晶闸管D3连接直流线圈L6同名端，交流线圈L7同名端经正向晶闸管D4连接直流线圈L8异名端；晶闸管D3和晶闸管D4的触发端子分别连接控制电路II，控制电路11控制晶闸管D3和晶闸管D4触发角的大小，实现连续调节晶闸管D3和晶闸管D4整流量的大小。
[0028]所述直流饱和电抗器包括端子I，直流饱和电抗器端子II，直流饱和电抗器闭环铁芯II，控制电路III ;直流饱和电抗器闭环铁芯II至少有两根铁芯柱，这两根铁芯柱在闭环铁芯II中各自至少有能形成一条不经过对方铁芯柱的闭环；这两根铁芯柱截面积相等，其中一根铁芯柱上有交流线圈L9和直流线圈L10，另一根铁芯柱上有交流线圈端子Lll和直流线圈L12 ;交流线圈L9与交流线圈Lll的匝数相等，直流线圈LlO与直流线圈L12的匝数相等；交流线圈L9与交流线圈Lll的匝数等于相同电压等级变压器一次线圈匝数；交流线圈L9与直流线圈LlO的匝数不相等；
[0029]交流线圈L9同名端、直流线圈LlO同名端、交流线圈Lll同名端、直流线圈L12同名端均连接端子I ;交流线圈L9剩余端子经电阻R3连接端子II，交流线圈Lll剩余端子经电阻R4连接端子II，直流线圈LlO剩余端子经正向晶闸管D5连接端子II，直流线圈L15剩余端子经反向晶闸管D6连接端子II ;晶闸管D5和晶闸管D6的触发端子分别连接控制电路III，控制电路III控制晶闸管D5和晶闸管D6触发角的大小，实现连续调节晶闸管D5和晶闸管D6整流量的大小。
[0030]所述交流线圈L9匝数减直流线圈LlO匝数，除以交流线圈L9匝数的百分数δ =1%。
[0031]所述交流线圈L9和直流线圈LlO依次绕制同一根铁芯柱上，交流线圈Lll和直流线圈L12依次绕制另一根铁芯柱上；交流线圈L9和直流线圈LlO匝数相等的这部分采用复合线形式并绕在铁芯柱上，交流线圈Lll与直流线圈L12匝数相等的这部分采用复合线形式并绕在另一根铁芯柱上。
[0032]所述端子I作为直流饱和电抗器的高压端子，端子II作为直流饱和电抗器的低压端子。
[0033]一种交流饱和电抗器，它包括端子1Α、端子1Β、端子1C、端子2Α、端子2Β、端子2C、端子3Α、端子3Β、端子3C，三相交流饱和电抗器铁芯，三相交流饱和电抗器调节器；三相交流饱和电抗器铁芯有三根铁芯柱，铁芯柱两端有磁轭使三根铁芯柱相互形成磁通闭环；三根铁芯柱分别有交流线圈L1A、交流线圈L1B、交流线圈L1C，交流线圈L1A、交流线圈L1B、交流线圈LlC的同名端分别连接端子1Α、端子1Β、端子1C，交流线圈L1A、交流线圈L1B、交流线圈LlC的异名端分别连接端子2Α、端子2Β、端子2C ;三相交流饱和电抗器调节器三个输入端分别连接端子2Α、端子2Β、端子2C，三相交流饱和电抗器调节器三个输出端分别连接端子3A、端子3B、端子3C ;三相交流饱和电抗器调节器有三条通路，端子2A与端子3A构成一条回路，端子2B与端子3B构成一条回路，端子2C与端子3C构成一条回路；三相交流饱和电抗器调节器是一种分压与调节装置，当三相交流饱和电抗器调节器控制电路不工作时，三相交流饱和电抗器调节器获得三相交流饱和电抗器调节器的额定电压；当控制电路工作时，控制电路调节与控制三相交流饱和电抗器调节器三条通路两端电压小于额定电压；三相交流饱和电抗器额定工作电压为Ul，三相交流饱和电抗器调节器额定工作电压为U2，U2=0.1Ul?0.5U1 ;三相交流饱和电抗器铁芯上交流线圈L1A、交流线圈L1B、交流线圈LlC额定工作电压为U3 = (U1-U2)，三相交流饱和电抗器铁芯上交流线圈L1A、交流线圈L1B、交流线圈LlC的临界饱和点的电压等于kl*U3，其中:kl = I?1.2 ;
[0034]调节三相交流饱和电抗器调节器三条通路两端交流电压，实现调节三相交流饱和电抗器电抗值的大小。
[0035]所述三相交流饱和电抗器调节器为三台单相的交流饱和电抗器调节器或融合为一体的三相交流饱和电抗器调节器；采用三台单相的交流饱和电抗器调节器时，整个三相交流饱和电抗器有三条独立的回路，端子IA与端子3A构成一条回路，端子IB与端子3B构成一条回路，端子IC与端子3C构成一条回路；三条回路可以三角形连接，也可以星形连接；采用融合一体的三相交流饱和电抗器调节器时，可以星形连接或三角形连接。
[0036]所述三相交流饱和电抗器调节器为三台单相的直流饱和电抗器分别连接在端子2A与端子3A，端子2B与端子3B，端子2C与端子3C之间或采用一台融合为一体的三相直流饱和电抗器。
[0037]所述融合为一体的三相直流饱和电抗器包括三相直流饱和电抗器铁芯I，三相直流饱和电抗器铁芯II，三相控制电路I ;三相直流饱和电抗器铁芯I有三根铁芯柱即:A相铁芯柱，B相铁芯柱，C相铁芯柱；各铁芯柱两端有磁辄使二根铁芯柱相互形成磁通闭环；
[0038]其中，A相铁芯柱上有交流线圈L5A和直流线圈L6A，B相铁芯柱上有交流线圈L5B和直流线圈L6B，C相铁芯柱上有交流线圈L5C和直流线圈L6C ;交流线圈L5A，交流线圈L5B交流线圈L5C的匝数相等，直流线圈L6A，直流线圈L6B，直流线圈L6C的匝数相等；交流线圈L5A，交流线圈L5B，交流线圈L5C的匝数等于相同电压等级三相变压器一次线圈匝数的1/2 ;交流线圈L5A与直流线圈L6A的匝数不相等；
[0039]三相直流饱和电抗器铁芯11与三相直流饱和电抗器铁芯I结构相同，三相直流饱和电抗器铁芯II上也有直流线圈和交流线圈，三相直流饱和电抗器铁芯II上各线圈的结构与参数与三相直流饱和电抗器铁芯I上的线圈相同；
[0040]三相直流饱和电抗器铁芯II上线圈分别表示为:A相铁芯柱上有交流线圈L7A和直流线圈L8A，B相铁芯柱上有交流线圈L7B和直流线圈L8B，C相铁芯柱上有交流线圈L7C和直流线圈L8C ；
[0041]交流线圈L5A同名端，直流线圈L8A同名端均连接端子4A ;交流线圈L5B同名端，直流线圈L8B同名端均连接端子4B ;交流线圈L5C同名端，直流线圈L8C同名端均连接端子4C ;交流线圈L7A异名端，直流线圈L6A异名端，交流线圈L7B异名端，直流线圈L6B异名端，交流线圈L7C异名端,直流线圈L6C异名端均连接端子4N ;交流线圈L5A异名端连接交流线圈L7A同名端，交流线圈L5B异名端连接交流线圈L7B同名端，交流线圈L5C异名端连接交流线圈L7C同名端；交流线圈L5A异名端经正向晶闸管D3A连接直流线圈L6A同名端，交流线圈L5B异名端经正向晶闸管D3B连接直流线圈L6B同名端，交流线圈L5C异名端经正向晶闸管D3C连接直流线圈L6C同名端；交流线圈L7A同名端经正向晶闸管D4A连接直流线圈L8A异名端，交流线圈L7B同名端经正向晶闸管D4B连接直流线圈L8B异名端，交流线圈L7B同名端经正向晶闸管D4B连接直流线圈L8B异名端；
[0042]晶闸管D3A，晶闸管D3B，晶闸管D3C，晶闸管D4A，晶闸管D4B，晶闸管D4C的触发端子分别连接三相控制电路I，三相控制电路I控制晶闸管D3A，晶闸管D3B，晶闸管D3C，晶闸管D4A，晶闸管D4B，晶闸管D4C触发角的大小，实现连续调节晶闸管D3A，晶闸管D3B，晶闸管D3C，晶闸管D4A，晶闸管D4B，晶闸管D4C整流量的大小。
[0043]所述交流线圈L5A匝数减直流线圈L6A匝数，除以交流线圈L5A匝数的百分数δ=I %。
[0044]所述融合为一体的三相直流饱和电抗器包括三相直流饱和电抗器铁芯III，三相直流饱和电抗器铁芯IV，三相控制电路II ;三相直流饱和电抗器铁芯III有三根铁芯柱即A相铁芯柱，B相铁芯柱，C相铁芯柱，各铁芯柱两端有磁轭使三根铁芯柱相互形成磁通闭环；Α相铁芯柱上有交流线圈L9A和直流线圈L10A，B相铁芯柱上有交流线圈L9B和直流线圈L10B，C相铁芯柱上有交流线圈L9C和直流线圈LlOC ;交流线圈L9A，交流线圈L9B交流线圈L9C的匝数相等，直流线圈LIOA，直流线圈LIOB，直流线圈LlOC的匝数相等；交流线圈L9A，交流线圈L9B交流线圈L9C的匝数与相同电压等级三相变压器一次线圈的匝数相同；交流线圈L9A与直流线圈LlOA的匝数不相等；
[0045]三相直流饱和电抗器铁芯IV与三相直流饱和电抗器铁芯III相同，三相直流饱和电抗器铁芯IV上有直流线圈和交流线圈，三相直流饱和电抗器铁芯IV上各线圈的结构与参数与三相直流饱和电抗器铁芯III上的线圈相同；三相直流饱和电抗器铁芯IV上线圈分别表示为:A相铁芯柱上有交流线圈LllA和直流线圈L12A，B相铁芯柱上有交流线圈LllB和直流线圈L12B，C相铁芯柱上有交流线圈LllC和直流线圈L12C ；
[0046]交流线圈L9A同名端，直流线圈LlOA同名端，交流线圈LllA同名端，直流线圈L12A同名端连接端子4A ;交流线圈L9B同名端，直流线圈LlOB同名端，交流线圈LllB同名端，直流线圈L12B同名端连接端子4B ；交流线圈L9C同名端，直流线圈LlOC同名端，交流线圈LllC同名端，直流线圈L12C同名端连接端子4C ;交流线圈L9A剩余端子，交流线圈L9B剩余端子，交流线圈L9C剩余端子连接在一起后经电阻R5连接端子4N ;交流线圈LllA剩余端子，交流线圈LllB剩余端子，交流线圈LllC剩余端子连接在一起后经电阻R6连接端子4N ;直流线圈LlOA剩余端子，直流线圈LlOB剩余端子，直流线圈LlOC剩余端子分别经正向晶闸管D5A，正向晶闸管D5B，正向晶闸管D5C连接端子4N ;直流线圈L12A剩余端子，直流线圈L12B剩余端子，直流线圈L12C剩余端子分别经反向晶闸管D6A，反向晶闸管D6B，反向晶闸管D6C连接端子4N ；晶闸管D5A，晶闸管D5B，晶闸管D5C，晶闸管D6A，晶闸管D6B，晶闸管D6C的触发端子分别连接三相控制电路II，三相控制电路II控制晶闸管D5A，晶闸管D5B，晶闸管D5C，晶闸管D6A，晶闸管D6B，晶闸管D6C触发角的大小，实现连续调节晶闸管D5A，晶闸管D5B，晶闸管D5C，晶闸管D6A，晶闸管D6B，晶闸管D6C整流量的大小。
[0047]所述交流线圈L9A匝数减直流线圈LlOA匝数，除以交流线圈L9A匝数的百分数δ
=I % O
[0048]本发明的有益效果是:提供的交流饱和电抗器主体闭环铁芯线圈不需要直流电流，不需要直流磁通回路；它通过调节交流饱和电抗器调节器两端的交流电压，实现调节交流饱和电抗器电抗值的大小。体积小、成本低；暂态过程短、调节反应速度快。特别是三相交流饱和电抗器，A、B、C三相交流饱和电抗器的主体闭环铁芯，像三相变压器一样，只需三根铁芯柱，三根铁芯柱通过磁轭形成一体，互相形成回路，极大地减小体积、重量、制造成本。
[0049]一种利用直流饱和电抗器配合的交流饱和电抗器，发挥直流饱和电抗器与交流饱和电抗器的优点，控制电路结构简单，控制器件耐压与成本更低。
[0050]提供的直流饱和电抗器，主体闭环铁芯与线圈的工艺结构简单、成本较低；直流电源由自身产生，控制电路安装在交流线圈低压端，对地电压低；直流饱和电抗器直流线圈既流通直流电流，也流通交流电流，线圈截面积得到充分利用，更经济。提供的直流饱和电抗器可配合交流饱和电抗器使用，也可以独立地使用于电力系统。
[0051]提供的三相直流饱和电抗器，铁芯分解为两个铁芯体，分别是三根铁芯柱并排，对称度较好；制造与安装方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0052]图1表不一种交流饱和电抗器。
[0053]图2表示一种交流电压与电流控制器。
[0054]图3表示第二种交流饱和电抗器调节器。
[0055]图4表不第一种直流饱和电抗器。
[0056]图5表不第二种直流饱和电抗器。
[0057]图6表不一种三相交流饱和电抗器。
[0058]图7表不第一种三相直流饱和电抗器。
[0059]图8表示第二种三相直流饱和电抗器。
[0060]其中，1.交流饱和电抗器端子I，2.交流饱和电抗器端子II，3.交流饱和电抗器端子ΠΙ，4.交流饱和电抗器调节器，5.交流电压与电流控制器，6.控制电路Ι，7.直流饱和电抗器端子Ι，8.直流饱和电抗器端子ΙΙ，9.直流饱和电抗器铁芯I，10.控制电路II，
11.直流饱和电抗器铁芯II，12.控制电路III，13.三相交流饱和电抗器铁芯，14.三相交流饱和电抗器调节器，15.三相直流饱和电抗器铁芯I，16.三相直流饱和电抗器铁芯II，
17.三相控制电路I，18.三相直流饱和电抗器铁芯III，19.三相直流饱和电抗器铁芯IV，
20.三相控制电路II。
【具体实施方式】
[0061]下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。
[0062]实施例1:
[0063]下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。
[0064]一种交流饱和电抗器的结构与连接方式如图1所示。交流饱和电抗器包括交流饱和电抗器端子II，交流饱和电抗器端子112，交流饱和电抗器端子1113，闭环铁芯交流线圈LI，交流饱和电抗器调节器4。闭环铁芯交流线圈LI连接在端子Il与端子112之间，交流饱和电抗器调节器4连接在端子112与端子ΙΙΙ3之间。闭环铁芯交流线圈LI包括闭环铁芯，闭环铁芯上绕有交流线圈LI。[0065]交流饱和电抗器调节器4是一种分压与调节装置，当交流饱和电抗器调节器4控制电路不工作时，交流饱和电抗器调节器4获得交流饱和电抗器调节器4的额定电压；当控制电路工作时，控制电路调节与控制交流饱和电抗器调节器4两端电压小于额定电压。当调节交流电压减小时，交流电流自动增大；调节交流电压增大时，交流电流自动减小；调节交流电流增大时，交流电压自动减小；调节交流电流减小时，交流电压自动增大。
[0066]设端子Il与端子III3 (交流饱和电抗器)额定工作电压为U1，端子112与端子IΠ3(交流饱和电抗器调节器4)额定电压为U2，U2 = 0.1Ul?0.5U1，端子Il与端子112 (闭环铁芯交流线圈LI)额定电压为U3 = (U1-U2)。
[0067]为实现上述目标的交流饱和电抗器调节器4可以有多种方式。第一种交流饱和电抗器调节器4如图1所示。交流饱和电抗器调节器4两端连接闭环铁芯交流线圈L2，闭环铁芯交流线圈L2包括闭环铁芯，闭环铁芯上绕有交流线圈L2。闭环铁芯交流线圈L2并联交流电压与电流控制器5、压敏电阻R1，电容Cl与电阻R2串联后并联于压敏电阻Rl两端。交流电压与电流控制器5是一种电力电子装置，它通过控制电路控制大功率电力电子器件，控制与调节交流电压与电流控制器5两端交流电压的大小。当调节交流电压减小时，交流电流自动增大；
[0068]调节交流电压增大时，交流电流自动减小；调节交流电流增大时，交流电压自动减小；调节交流电流减小时，交流电压自动增大。电容Cl与电阻R2用于缓冲与阻尼突变脉冲。压敏电阻Rl削低高压干扰脉冲，保护交流电压与电流控制器5中的电力电子器件。
[0069]交流电压与电流控制器5可以有多种方式实现。一种交流电压与电流控制器5电路如图2所示。晶闸管Dl与晶闸管Dl反向并联，晶闸管Dl和晶闸管D2的触发端子连接控制电路16 ;控制电路16控制晶闸管Dl和晶闸管D2触发角的大小，可控制晶闸管Dl和晶闸管D2导通量的大小，从而实现控制与调节交流电压与电流控制器6两端对称交流电压与电流的大小。控制电路16的方法是公共知识，可参阅相关教科书与论文。图2所示的交流电压与电流控制器5采用半控型电力电子器件实现，具有简单、投资少的优点，但产生的对称交流电压与电流波形较差，调控效果不理想。交流电压与电流控制器5产生的对称交流电压与电流如果以工频交流电压与电流为主要成分，可以比较理想地实现调控端子Π2与端子ΙΙΙ3之间交流工频电压的目的。因此，交流电压与电流控制器5采用全控型电力电子器件实现，可以得到更好的调控效果；缺点是:控制技术复杂，投资大。具体细节不再累赘。
[0070]一般情况，端子Il作为交流饱和电抗器的高压端子，端子ΙΙΙ3作为交流饱和电抗器的低压端子(接地端子)，以降低交流饱和电抗器调节器4对地电压。
[0071]为实现该目标，在交流饱和电抗器调节器4控制电路不工作条件下，端子Il与端子112之间的设备与端子112与端子ΙΙΙ3之间的设备有类似结构。对于第一种交流饱和电抗器调节器4来说，为了实现闭环铁芯交流线圈L2获得电压U2，闭环铁芯交流线圈LI获得电压(U1-U2),闭环铁芯交流线圈L2与闭环铁芯交流线圈LI有类似结构,或者说，闭环铁芯交流线圈L2是闭环铁芯交流线圈LI小型化的结构。
[0072]在交流饱和电抗器调节器4控制电路不工作条件下，端子I1、端子112、端子ΙΙΙ3流过交流饱和电抗器最小电流。在端子I1、端子112、端子ΙΙΙ3流过交流饱和电抗器最小电流条件下，为了实现端子Π2与端子1113(交流饱和电抗器调节器4)两端之间得到电压U2，端子Il与端子112(闭环铁芯交流线圈LI)两端之间得到电压(U1-U2)的目标，可以采取如下方式--端子Π2与端子III3之间器件的结构如果类似端子Il与端子112之间的器件，或者说，端子Π2与端子III3之间器件是端子Il与端子112之间器件的小型化。对于第一种交流饱和电抗器调节器4来说，为了实现闭环铁芯交流线圈L2获得电压U2，闭环铁芯交流线圈LI获得电压(U1-U2)，闭环铁芯交流线圈L2与闭环铁芯交流线圈LI有类似结构，或者说，闭环铁芯交流线圈L2的结构是闭环铁芯交流线圈LI的小型化。
[0073]设计:闭环铁芯交流线圈LI的额定电压是U3 = (U1-U2)，闭环铁芯交流线圈LI的临界饱和点的电压等于kl*U3，其中:kl = I~1.2 ;闭环铁芯交流线圈L2的额定电压为U2，闭环铁芯交流线圈L2的临界饱和点的电压等于kl*U2。
[0074]交流饱和电抗器接入电压为Ul的电力系统，且交流电压与电流控制器5全截止时，闭环铁芯交流线圈L2获得电压U2，闭环铁芯交流线圈LI获得电压(U1-U2)。由于闭环铁芯交流线圈LI与闭环铁芯交流线圈L2没有发生饱和，交流饱和电抗器呈现最大电抗。
[0075]当交流电压与电流控制器5全导通时，端子112与端子III3之间两端电压等于零，闭环铁芯交流线圈LI两端电压上升为U1。该电压超过闭环铁芯交流线圈LI饱和电压，闭环铁芯交流线圈LI流过交流过饱和电流。交流饱和电抗器的交流电流达到设计最大值。设计较大的U2，可提高交流饱和电抗器的交流电流最大值；反之，可减小交流饱和电抗器交流电流最大值。在满足交流饱和电抗器交流电流最大值需求的条件下，设计较小的U2，可降低交流电压与电流控制器5中电力电子器件的耐压。
[0076]当控制电路16控制晶闸管D1、D2从截止状态调节为部分导通时，交流电压与电流控制器5允许流通限定的交流电流。这时，端子112与端子III3之间的交流电压将下降，端子Il与端子Π2之间的交流电压将上升；端子Il与端子112之间的交流电压上升超过闭环铁芯交流线圈LI的饱 和点，闭环铁芯交流线圈LI的铁芯发生交流饱和现象，闭环铁芯交流线圈LI有过励磁交流电流通过，闭环铁芯交流线圈LI的交流电流增大至交流电压与电流控制器5限定的电流值，达到平衡状态，并稳定运行。交流电压与电流控制器5限定的交流电流越大，闭环铁芯交流线圈LI的交流电流越大；反之，越小。连续调节交流电压与电流控制器5两端电压，可连续调节闭环铁芯交流线圈LI的交流电流。
[0077]可见，调节交流饱和电抗器调节器4两端的交流电压，就调节了端子Il与端子112之间的交流电压，实现调节交流饱和电抗器交流电流的大小，也就实现调节交流饱和电抗器电抗值的大小。
[0078]闭环铁芯交流线圈LI不需要直流线圈和直流电流，即可实现闭环铁芯交流线圈LI过饱和。通过调节闭环铁芯交流线圈LI两端电压的方式实现饱和电抗器功能，有电抗值调节反应速度快的特点。
[0079]图1是一种单相交流饱和电抗器的结构与连接方式。闭环铁芯交流线圈LI可采用单相变压器一次线圈结构与设计方式。闭环铁芯交流线圈LI的闭环铁芯可以采用磁阀，以改善交流饱和电抗器电压、电流波形，减小电压、电流中的谐波。磁阀是公开技术，不再累赘。
[0080]实施例2:
[0081]当电力系统电压波动较大时，实施例1所述一种交流饱和电抗器电流波动也比较大。本实施例提供一种交流饱和电抗器，可减小电压波动引起的电流波动。
[0082]一种交流饱和电抗器它包括端子II，端子112，端子1113，闭环铁芯交流线圈LI，线性电抗器，交流饱和电抗器调节器4 ;闭环铁芯交流线圈LI串联线性电抗器后，连接在端子Il与端子Π2之间，交流饱和电抗器调节器4连接在端子112与端子III3之间；闭环铁芯交流线圈LI包括闭环铁芯，闭环铁芯上绕有交流线圈LI ;交流饱和电抗器调节器4是一种分压与调节装置，当交流饱和电抗器调节器4控制电路不工作时，交流饱和电抗器调节器4获得交流饱和电抗器调节器4的额定电压；当控制电路工作时，控制电路调节与控制交流饱和电抗器调节器4两端电压小于额定电压。当调节交流电压减小时，交流电流自动增大；调节交流电压增大时，交流电流自动减小；调节交流电流增大时，交流电压自动减小；调节交流电流减小时，交流电压自动增大。
[0083]设端子Il与端子1113(交流饱和电抗器)额定工作电压为U1，端子112与端子II13 (交流饱和电抗器调节器4)额定电压为U2，U2 = 0.1Ul?U1，端子Il与端子112额定电压为U3 = (U1-U2)。
[0084]除了线性电抗器外，其余部分可以采用图1所示结构与参数。即:闭环铁芯交流线圈LI的额定电压是U4，U4 = U3，闭环铁芯交流线圈LI的临界饱和点的电压等于kl*U4，其中:kl = I?1.2 ;闭环铁芯交流线圈L2的额定电压为U2，闭环铁芯交流线圈L2的临界饱和点的电压等于kl*U2。
[0085]调节交流饱和电抗器调节器4两端的交流电压，实现调节交流饱和电抗器电抗值的大小。
[0086]与实施例1相同的部分，不再累赘。线性电抗器的作用说明如下:
[0087]电力系统电压向上波动时，闭环铁芯交流线圈LI电流增大，线性电抗器两端电压增大；使闭环铁芯交流线圈LI两端电压不增大，实现减小交流饱和电抗器电流波动的目的。电力系统电压向下波动时，闭环铁芯交流线圈LI电流减小，线性电抗器两端电压减小；使闭环铁芯交流线圈LI两端电压不减小，实现减小交流饱和电抗器电流波动的目的。
[0088]线性电抗器电抗值越大，平衡的作用越大；但成本增大。所以，要在成本与作用之间取平衡。
[0089]不难看出，如果增大闭环铁芯交流线圈LI的漏抗，相当增加线性电抗器电抗值。所以，增大闭环铁芯交流线圈LI的漏抗，也可降低交流饱和电抗器电流波动。
[0090]另外，线性电抗器还可减小交流饱和电抗器造成的电力系统电压波形畸变。减小波形畸变的说明，可参考专利CN201310185564.2。
[0091]闭环铁芯交流线圈LI串联一个线性电抗器后，闭环铁芯交流线圈LI的参数要求可以减小，闭环铁芯交流线圈LI的额定电压U4SU3。线性电抗器电抗值越大，闭环铁芯交流线圈LI的额定电压U4就可以越小。闭环铁芯交流线圈LI的额定电压U4越小，闭环铁芯交流线圈LI的体积与制作成本就可以越低。但是，交流饱和电抗器的最小电流会变大。所以，闭环铁芯交流线圈LI串联一个线性电抗器后，闭环铁芯交流线圈LI的参数要在成本与性能之间取平衡。当然，如果闭环铁芯交流线圈LI的额定电压U4小于U3，交流饱和电抗器调节器4中的闭环铁芯交流线圈L2也要用闭环铁芯交流线圈L2与另一个线性电抗器串联来代替。以保证:当交流饱和电抗器调节器4控制电路不工作时，交流饱和电抗器调节器4获得交流饱和电抗器调节器4的额定电压；当控制电路工作时，控制电路调节与控制交流饱和电抗器调节器4两端电压小于额定电压。
[0092]特别是，闭环铁芯交流线圈LI的额定电压U4减小为零，一个线性电抗器连接在端子Il与端子112之间，本发明仍然可以正常工作。当然，交流饱和电抗器调节器4中的闭环铁芯交流线圈L2也用另一个线性电抗器代替。
[0093]实施例3:
[0094]第一种交流饱和电抗器调节器4中电力电子器件的耐压应大于U2，电力电子器件的耐压越高，价格越贵。第二种交流饱和电抗器调节器4可降低电力电子器件的耐压要求。
[0095]第二种交流饱和电抗器调节器4的结构与连接方式如图3所示。下面结合附图与实施例对第二种交流饱和电抗器调节器4做进一步说明。
[0096]第二种交流饱和电抗器调节器4包括分压变压器，分压变压器一次线圈L3两端是第二种交流饱和电抗器调节器4的两个端子；分压变压器二次线圈L4并联交流电压与电流控制器5、压敏电阻R1，电容Cl与电阻R2串联后并联于压敏电阻Rl两端。
[0097]分压变压器一次线圈L3额定电压为U2，分压变压器一次线圈L3的临界饱和点的电压等于kl*U2。
[0098]分压变压器二次线圈L4的匝数比一次线圈L3的匝数小N倍时，交流电压与电流控制器5中电力电子器件的耐压下降N倍。
[0099]调节交流电压与电流控制器5交流电压值，实现调节交流饱和电抗器交流电流的大小，也就实现调节交流饱和电抗器电抗值的大小。
[0100]第二种交流饱和电抗器调节器4的工作原理与第一种交流饱和电抗器调节器4类似。不再累赘。
[0101]实施例4:
[0102]第一、二种交流饱和电抗器调节器4需要交流电压与电流控制器5。第一种交流饱和电抗器调节器4的交流电压与电流控制器5两端电压较高，第二种交流饱和电抗器调节器4的交流电压与电流控制器5电压降低，但电流增大。第一、二种交流饱和电抗器调节器4需要的电力电子器件价格昂贵，控制技术复杂，可靠性不高。第三种交流饱和电抗器调节器4电力电子器件要求低，可靠性高。
[0103]第三种交流饱和电抗器调节器4采用直流饱和电抗器。直流饱和电抗器额定电压为U2。
[0104]直流饱和电抗器包括闭环铁芯，交流线圈、直流线圈。当直流线圈中的直流电流等于零时，闭环铁芯不饱和，交流线圈呈现高电抗；当加大直流线圈中的直流电流，闭环铁芯开始饱和，直流线圈中的直流电流越大，闭环铁芯饱和程度越大；闭环铁芯饱和程度越大，交流线圈呈现电抗越小。调节直流线圈中的直流电流大小，可调节与控制直流饱和电抗器交流线圈电抗值的大小。直流饱和电抗器具体形式可参考中国水利水电出版社2008年出版蔡宣三，高越农著《可控饱和电抗器原理、设计与应用》，等文献的描述，也可参考市场现有产品的技术说明书。
[0105]一种交流饱和电抗器接入电压为Ul的电力系统。当直流饱和电抗器最大电抗值(最小电流值)时，闭环铁芯交流线圈LI与直流饱和电抗器流过相同交流电流，一种交流饱和电抗器呈现最大电抗。
[0106]当直流饱和电抗器电抗值下调，端子112与端子III3之间的交流电压下降，端子Il与端子112之间的交流电压将上升；端子Il与端子112之间的交流电压上升越大，闭环铁芯交流线圈LI的闭环铁芯发生交流饱和现象越大，闭环铁芯交流线圈LI过饱和交流电流越大。交流电流增大，直流饱和电抗器两端电压不再下降，达到平衡状态，并稳定运行。直流饱和电抗器电抗值越小，闭环铁芯交流线圈LI的交流电流越大；反之，越小。可见，控制直流饱和电抗器电抗值大小，可控制交流饱和电抗器的交流电流大小，也就实现调节交流饱和电抗器电抗值的大小。
[0107]本实施例发挥了直流饱和电抗器与交流饱和电抗器的优点，性能更优越。
[0108]实施例5:
[0109]第三种交流饱和电抗器调节器4采用直流饱和电抗器。目前，世界上应用最广泛的是苏联科学家1986年提出的磁阀型直流饱和电抗器。磁阀型直流饱和电抗器交流线圈与直流线圈共用一根导线，节约投资；缺点是:线圈较多，线圈引出线多。本发明的目的就是为解决上述问题，提供一种线圈较少，线圈引出线少的直流饱和电抗器。
[0110]下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。
[0111]第一种直流饱和电抗器的结构与连接方式如图4所示。包括直流饱和电抗器端子17，直流饱和电抗器端子118，直流饱和电抗器闭环铁芯19，控制电路1110。直流饱和电抗器闭环铁芯19至少有两根铁芯柱，这两根铁芯柱在闭环铁芯19中各自至少有能形成一条不经过对方铁芯柱的闭环。这两根铁芯柱截面积相等，其中一根铁芯柱上有交流线圈L5和直流线圈L6，另一根铁芯柱上有交流线圈端子L7和直流线圈L8 ;交流线圈L5与交流线圈L7的匝数相等，直流线圈L6与直流线圈L8的匝数相等；交流线圈L5与交流线圈L7的匝数是相同电压等级变压器一次线圈匝数的1/2。交流线圈L5与直流线圈L6的匝数不相等；在常用场合，建议:交流线圈L5匝数减直流线圈L6匝数，除以交流线圈L5匝数的百分数 δ = 1%。
[0112]所述直流饱和电抗器闭环铁芯19至少有两根铁芯柱，这两根铁芯柱在闭环铁芯19中各自至少有能形成一条不经过对方铁芯柱的闭环。闭环铁芯19可以是相互没有通路的两个闭环铁芯。也可以是一体的，相互有通路的闭环铁芯；例如1:三根铁芯柱，铁芯柱两端有磁轭连通三根铁芯柱，任何两根铁芯柱都能够相互构成磁通闭环，但至少有两根能各自形成不经过对方铁芯柱的闭环。例如2:四根铁芯柱，铁芯柱两端有磁轭连通四根铁芯柱，任何两根铁芯柱都能够相互构成磁通闭环，但至少有两根能各自形成不经过对方铁芯柱的闭环。
[0113]交流线圈L5同名端与直流线圈L8同名端连接在一起后，连接端子17 ;交流线圈L7异名端与直流线圈L6异名端连接在一起后，连接端子118。交流线圈L5异名端连接交流线圈L7同名端，交流线圈L5异名端经正向晶闸管D3连接直流线圈L6同名端，交流线圈L7同名端经正向晶闸管D4连接直流线圈L8异名端；晶闸管D3和晶闸管D4的触发端子分别连接控制电路II10，控制电路II10控制晶闸管D3和晶闸管D4触发角的大小，实现连续调节晶闸管D3和晶闸管D4整流量的大小。
[0114]设直流饱和电抗器额定电压为U5，第一种直流饱和电抗器接入额定电压为U5的系统。当控制电路IIlO控制晶闸管D3和晶闸管D4全截止时，晶闸管D3和晶闸管D4整流电路不工作，直流线圈L6和直流线圈L8中的直流电流等于零。交流线圈L5与交流线圈L7的电抗值为第一种直流饱和电抗器的最大值。
[0115]当控制电路IIlO控制晶闸管D3和晶闸管D4全导通时，流过直流线圈L6与直流线圈L8的直流电流达到最大设计值。交流线圈L5与交流线圈L7的电抗值为第一种直流饱和电抗器的最小值。
[0116]控制电路IIlO控制晶闸管D3和晶闸管D4整流量的大小，可控制直流线圈L6和直流线圈L8中直流电流的大小，实现控制第一种直流饱和电抗器电抗值的大小。控制电路IIlO连续控制晶闸管D3和晶闸管D4整流量的大小，可连续控制直流线圈L6和直流线圈L8中直流电流的大小，实现第一种直流饱和电抗器电抗值的连续调节，第一种直流饱和电抗器电抗值在最大值与最小值之间调节、变化。
[0117]晶闸管D3和晶闸管D4截止时，晶闸管D3和晶闸管D4两端电压有最大值δ U3,晶闸管D3和晶闸管D4两端工作电压耐压要求很低。
[0118]晶闸管D3和晶闸管D4提供可控半波整流电路。直流线圈流通的是半波电流，直流线圈L6、直流线圈L8不但流通有直流电流，还流通工频交流，直流线圈截面积利用率高。本实施例虽然需要交流线圈与直流线圈，但交流线圈与直流线圈的截面积之和与磁阀型直流饱和电抗器的交流线圈的截面积相近，线圈成本不增加；经济性优于其他交流线圈与直流线圈非一体的直流饱和电抗器。
[0119]第一种直流饱和电抗器的铁芯如果有磁阀，与磁阀型直流饱和电抗器原理一样，可改善电压、电流波形；可加快启动反应速度。分析方法与磁阀型直流饱和电抗器相同，不再累赘。
[0120]令第一种直流饱和电抗器的U5等于U2，第一种直流饱和电抗器就可作为第三种交流饱和电抗器调节器4使用，且性能优于现有的直流饱和电抗器。
[0121 ] 不难看出，如果令第一种直流饱和电抗器的U5等于Ul，且电力系统电压等于Ul，第一种直流饱和电抗器就可直接、独立地使用于电力系统，不需要再串联闭环铁芯交流线圈LI。
[0122]磁阀型直流饱和电抗器有8组线圈，线圈有12条引出线，工艺要求高。第一种直流饱和电抗器有4线圈，线圈有8条引出线，工艺要求低。
[0123]实施例6:
[0124]磁阀型直流饱和电抗器交流线圈与直流线圈共用一根导线，节约投资；缺点是:线圈较多，线圈引出线多；直流控制电路位于线圈的中部，直流控制电路对地电压高。本发明的目的就是为解决上述问题，提供一种线圈较少，线圈引出线少；直流控制电路在交流线圈低压端的直流饱和电抗器。
[0125]下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。
[0126]第二种直流饱和电抗器的结构与连接方式如图5所示。包括直流饱和电抗器端子17，直流饱和电抗器端子118，直流饱和电抗器闭环铁芯II11，控制电路II112。直流饱和电抗器闭环铁芯IIll至少有两根铁芯柱，这两根铁芯柱在闭环铁芯IIll中各自至少有能形成一条不经过对方铁芯柱的闭环。这两根铁芯柱截面积相等，其中一根铁芯柱上有交流线圈L9和直流线圈L10，另一根铁芯柱上有交流线圈端子Lll和直流线圈L12 ;交流线圈L9与交流线圈Lll的匝数相等，直流线圈LlO与直流线圈L12的匝数相等；交流线圈L9与交流线圈Lll的匝数等于相同电压等级变压器一次线圈匝数。交流线圈L9与直流线圈LlO的匝数不相等；在常用场合，建议:交流线圈L9匝数减直流线圈LlO匝数，除以交流线圈L9匝数的百分数δ = 1%。
[0127]交流线圈L9和直流线圈LlO可以依次绕制同一根铁芯柱上，交流线圈Lll和直流线圈L12可以依次绕制另一根铁芯柱上。但建议:交流线圈L9和直流线圈LlO匝数相等的这部分采用复合线形式并绕在铁芯柱上，交流线圈Lll与直流线圈L12匝数相等的这部分采用复合线形式并绕在另一根铁芯柱上。交流线圈L9与直流线圈LlO匝数相等的这部分以复合线形式紧靠在一起，直流线圈LlO对交流线圈L9的作用更强，交流线圈Lll与直流线圈L12匝数相等的这部分以复合线形式紧靠在一起，直流线圈L12对交流线圈Lll的作用更强。直流线圈LlO完全感应交流线圈L9的电压，直流线圈LlO与交流线圈L9之间的结缘要求很低，直流线圈LlO与交流线圈L9之间可以用很低的绝缘材料制造，降低制造成本。直流线圈L12完全感应交流线圈Lll的电压，直流线圈L12与交流线圈Lll之间的结缘要求很低，直流线圈L12与交流线圈Lll之间可以用很低的绝缘材料制造，降低制造成本。交流线圈L9与直流线圈LlO匝数相等的这部分以复合线形式并绕，交流线圈Lll与直流线圈L12匝数相等的这部分以复合线形式并绕，只需要考虑复合线之间，复合线与铁芯之间的耐压要求，方便线圈空间布局与耐压设计。交流线圈与直流线圈导线截面积可以不同。
[0128]一般情况，端子17作为直流饱和电抗器的高压端子，端子118作为直流饱和电抗器的低压端子(接地端子)，以此降低控制电路III12对地电压。
[0129]交流线圈L9同名端，直流线圈LlO同名端，交流线圈Lll同名端，直流线圈L12同名端连接端子17。交流线圈L9剩余端子经电阻R3连接端子118，交流线圈Lll剩余端子经电阻R4连接端子118，直流线圈LlO剩余端子经正向晶闸管D5连接端子118，直流线圈L15剩余端子经反向晶闸管D6连接端子118。晶闸管D5和晶闸管D6的触发端子分别连接控制电路11112，控制电路III12控制晶闸管D5和晶闸管D6触发角的大小，实现连续调节晶闸管D5和晶闸管D6整流量的大小。
[0130]设直流饱和电抗器额定电压为U5，第二种直流饱和电抗器接入额定电压为U5的系统。当控制电路III12控制晶闸管D5和晶闸管D6全截止时，晶闸管D5和晶闸管D6整流电路不工作，直流线圈LlO和直流线圈L12中的直流电流等于零。交流线圈L9与交流线圈Lll的电抗值为第二种直流饱和电抗器的最大值。
[0131]当控制电路II112控制晶闸管D5和晶闸管D6全导通时，流过直流线圈LlO与直流线圈L12的直流电流达到最大设计值。交流线圈L9与交流线圈Lll的电抗值为第二种直流饱和电抗器的最小值。
[0132]控制电路III12控制晶闸管D5和晶闸管D6整流量的大小，可控制直流线圈LlO和直流线圈L12中直流电流的大小，实现控制第二种直流饱和电抗器电抗值的大小。控制电路III12连续控制晶闸管D5和晶闸管D6整流量的大小，可连续控制直流线圈LlO和直流线圈L12中直流电流的大小，实现第二种直流饱和电抗器电抗值的连续调节，第二种直流饱和电抗器电抗值在最大值与最小值之间调节、变化。
[0133]晶闸管D5和晶闸管D6截止时，晶闸管D5和晶闸管D6两端电压有最大值δ U3,晶闸管D5和晶闸管D6两端工作电压耐压要求很低。
[0134]晶闸管D5和晶闸管D6提供可控半波整流电路。直流线圈流通的是半波电流，直流线圈L10、直流线圈L12不但流通有直流电流，还流通工频交流，直流线圈截面积利用率高。本实施例虽然需要交流线圈与直流线圈，但交流线圈与直流线圈的截面积之和与磁阀型直流饱和电抗器的交流线圈的截面积相近，线圈成本不增加；经济性优于其他交流线圈与直流线圈非一体的直流饱和电抗器。[0135]第二种直流饱和电抗器的铁芯如果有磁阀，与磁阀型直流饱和电抗器原理一样，可改善电压、电流波形；可加快启动反应速度。分析方法与磁阀型直流饱和电抗器相同，不再累赘。
[0136]如果电阻R3、电阻R4等于零，第二种直流饱和电抗器调节过程的暂态时间且符合要求，则电阻R3、电阻R4可以短接。电阻R3与电阻R4的作用是为交流线圈L9与交流线圈Lll构成的回路提供暂态阻尼，电阻R3、电阻R4取很小的电阻值，减小调节过程暂态时间的效果就很明显。缺点是:电阻R3、电阻R4产生有功损耗。因此，电阻R3、电阻R4的大小应在调节反应速度与有功损耗之间取平衡。
[0137]令第二种直流饱和电抗器的U5等于U2，第二种直流饱和电抗器就可作为第三种交流饱和电抗器调节器4使用，且性能优于现有的直流饱和电抗器。
[0138]不难看出，如果令第二种直流饱和电抗器的U5等于Ul，且电力系统电压等于Ul，第二种直流饱和电抗器就可直接、独立地使用于电力系统，不需要再串联闭环铁芯交流线圈LI。
[0139]磁阀型直流饱和电抗器有8组线圈，线圈有12条引出线，工艺要求高，控制电路位于交流线圈中部，控制电路对地电压高。第二种直流饱和电抗器有4线圈，线圈有8条引出线，工艺要求低，控制电路位于交流线圈末端，控制电路对地电压低。
[0140]实施例7:
[0141]图1所示一种交流饱和电抗器是一种单相的交流饱和电抗器。电力系统是三相系统，三相交流饱和电抗器可采用三台单相交流饱和电抗器组合构成。但是，采用三台单相交流饱和电抗器组合构成三相交流饱和电抗器，投资大。本实施例，提出一种三相交流饱和电抗器，投资小。
[0142]一种三相交流饱和电抗器如图6所示。一种三相交流饱和电抗器包括端子1A、端子1B、端子1C、端子2A、端子2B、端子2C、端子3A、端子3B、端子3C，三相交流饱和电抗器铁芯13，三相交流饱和电抗器调节器14。三相交流饱和电抗器铁芯13有三根铁芯柱，铁芯柱两端有磁轭使三根铁芯柱相互形成磁通闭环，类似三相变压器铁芯结构。三根铁芯柱分别有交流线圈L1A、交流线圈L1B、交流线圈L1C，交流线圈L1A、交流线圈L1B、交流线圈LlC的同名端分别连接端子1A、端子1B、端子1C,交流线圈L1A、交流线圈L1B、交流线圈LlC的异名端分别连接端子2A、端子2B、端子2C。三相交流饱和电抗器调节器14三个输入端分别连接端子2A、端子2B、端子2C，三相交流饱和电抗器调节器14三个输出端分别连接端子3A、端子3B、端子3C。三相交流饱和电抗器调节器14有三条通路，端子2A与端子3A构成一条回路，端子2B与端子3B构成一条回路，端子2C与端子3C构成一条回路；三条回路可以是相互独立的，例如:由三台单相交流饱和电抗器调节器5构成；也可以相互沟通。三相交流饱和电抗器调节器14是一种分压与调节装置，当三相交流饱和电抗器调节器控制电路不工作时，三相交流饱和电抗器调节器获得三相交流饱和电抗器调节器的额定电压；当控制电路工作时，控制电路调节与控制三相交流饱和电抗器调节器三条通路两端电压小于额定电压；当调节交流电压减小时，交流电流自动增大；调节交流电压增大时，交流电流自动减小；调节交流电流增大时，交流电压自动减小；调节交流电流减小时，交流电压自动增大。
[0143]设三相交流饱和电抗器额定工作电压为U1，三相交流饱和电抗器调节器14额定工作电压为U2，U2 = 0.1Ul?0.5U1 ;三相交流饱和电抗器铁芯13上交流线圈L1A、交流线圈LIB、交流线圈LlC额定工作电压为U3 = (U1-U2)，三相交流饱和电抗器铁芯13上交流线圈L1A、交流线圈L1B、交流线圈LlC的临界饱和点的电压等于kl*U3，其中:kl = I?1.2。
[0144]如果三相交流饱和电抗器调节器14用三台单相交流饱和电抗器调节器5组合构成，这时，三相交流饱和电抗器有三条独立的回路，端子IA与端子3A构成一条回路，端子IB与端子3B构成一条回路，端子IC与端子3C构成一条回路；三条回路可以三角形连接，也可以星形连接。图6给出星形连接示意图，端子3A、端子3B、端子3C共同连接中性点3N。端子3N可悬空，也可接地。三相交流饱和电抗器调节器14还可以采用融合一体的三相交流饱和电抗器调节器，这时，三相交流饱和电抗器可以星形连接，不一定能够三角形连接。
[0145]三相交流饱和电抗器调节器14采用直流饱和电抗器实现时，可以采用三台单相直流饱和电抗器分别连接在端子2A与端子3A，端子2B与端子3B，端子2C与端子3C之间。也可以采用一台三相直流饱和电抗器，以减小体积，投资。
[0146]不难看出，三相交流饱和电抗器交流线圈L1A、交流线圈L1B、交流线圈LlC的作用与参数分别等效单相交流饱和电抗器的交流线圈LI。三相交流饱和电抗器调节器14三条通路的作用与参数分别等效单相交流饱和电抗器调节器5。三相交流饱和电抗器的工作原理类似单相交流饱和电抗器，调节三相交流饱和电抗器调节器14中三条通路两端的交流电压，实现调节三相交流饱和电抗器电抗值的大小。三相交流饱和电抗器工作原理的详细分析，不再累赘。
[0147]一些现有的改善三相直流饱和电抗器电压、电流波形的传统技术也可用于三相交流饱和电抗器。例如:三相交流饱和电抗器铁芯13的三根铁芯柱可以各增加二次线圈，二次线圈三角形连接，提供三次、及其高次谐波通路，改善三相交流饱和电抗器电压、电流波形。
[0148]实施例8:
[0149]三相交流饱和电抗器调节器14可以采用三相直流饱和电抗器。磁阀型三相直流饱和电抗器采用六根铁芯柱一体的铁芯。六根铁芯柱一体的铁芯的体积大、制造与安装不方便、对称度不好。本发明的目的就是为解决上述问题，提供一种铁芯单体较小、制造与安装方便、对称度较好的三相直流饱和电抗器。
[0150]下面以实施例5所述第一种直流饱和电抗器为基本原理的第一种Y型连接的三相直流饱和电抗器为例，结合附图与实施例对本发明做进一步说明。
[0151]本发明第一种三相直流饱和电抗器的结构与连接方式如图7所不。第一种三相直流饱和电抗器包括三相直流饱和电抗器铁芯115，三相直流饱和电抗器铁芯1116，三相控制电路117。三相直流饱和电抗器铁芯115有三根铁芯柱(A相铁芯柱，B相铁芯柱，C相铁芯柱)，铁芯柱两端有磁轭使三根铁芯柱相互形成磁通闭环，类似三相变压器铁芯结构。
[0152]A相铁芯柱上有交流线圈L5A和直流线圈L6A，B相铁芯柱上有交流线圈L5B和直流线圈L6B，C相铁芯柱上有交流线圈L5C和直流线圈L6C。交流线圈L5A，交流线圈L5B交流线圈L5C的匝数相等，直流线圈L6A，直流线圈L6B，直流线圈L6C的匝数相等；交流线圈L5A，交流线圈L5B交流线圈L5C的匝数等于相同电压等级三相变压器一次线圈匝数的1/2。交流线圈L5A与直流线圈L6A的匝数不相等；在常用场合，建议:交流线圈L5A匝数减直流线圈L6A匝数，除以交流线圈L5A匝数的百分数δ =1%。[0153]三相直流饱和电抗器铁芯II16与三相直流饱和电抗器铁芯115相同，三相直流饱和电抗器铁芯Π16上有线圈，三相直流饱和电抗器铁芯1116上线圈的结构与参数与三相直流饱和电抗器铁芯115上的线圈相同。为表不方便，三相直流饱和电抗器铁芯1116上线圈分别表示为:A相铁芯柱上有交流线圈L7A和直流线圈L8A，B相铁芯柱上有交流线圈L7B和直流线圈L8B，C相铁芯柱上有交流线圈L7C和直流线圈L8C。
[0154]一种三相直流饱和电抗器还包括:三相直流饱和电抗器端子4A、端子4B、端子4C、端子4N ;端子4A、端子4B、端子4C分别连接电力系统A、B、C相电压，端子4N为中性点，中性点可接地，也可不接地。
[0155]交流线圈L5A同名端，直流线圈L8A同名端连接端子4A ；交流线圈L5B同名端，直流线圈L8B同名端连接端子4B ;交流线圈L5C同名端，直流线圈L8C同名端连接端子4C。交流线圈L7A异名端，直流线圈L6A异名端，交流线圈L7B异名端，直流线圈L6B异名端，交流线圈L7C异名端，直流线圈L6C异名端连接端子4N。交流线圈L5A异名端连接交流线圈L7A同名端，交流线圈L5B异名端连接交流线圈L7B同名端，交流线圈L5C异名端连接交流线圈L7C同名端。交流线圈L5A异名端经正向晶闸管D3A连接直流线圈L6A同名端，交流线圈L5B异名端经正向晶闸管D3B连接直流线圈L6B同名端，交流线圈L5C异名端经正向晶闸管D3C连接直流线圈L6C同名端。交流线圈L7A同名端经正向晶闸管D4A连接直流线圈L8A异名端，交流线圈L7B同名端经正向晶闸管D4B连接直流线圈L8B异名端，交流线圈L7B同名端经正向晶闸管D4B连接直流线圈L8B异名端。
[0156]晶闸管D3A，晶闸管D3B，晶闸管D3C，晶闸管D4A，晶闸管D4B，晶闸管D4C的触发端子分别连接三相控制电路117，三相控制电路117控制晶闸管D3A，晶闸管D3B，晶闸管D3C，晶闸管D4A，晶闸管D4B，晶闸管D4C触发角的大小，实现连续调节晶闸管D3A，晶闸管D3B，晶闸管D3C，晶闸管D4A，晶闸管D4B，晶闸管D4C整流量的大小。
[0157]设三相直流饱和电抗器额定电压为U5，三相直流饱和电抗器接入额定电压为U5的系统。当三相控制电路117控制晶闸管D3A，晶闸管D3B，晶闸管D3C，晶闸管D4A，晶闸管D4B，晶闸管D4C全截止时，晶闸管D3A，晶闸管D3B，晶闸管D3C，晶闸管D4A，晶闸管D4B，晶闸管D4C整流电路不工作，直流线圈L6A，直流线圈L6B，直流线圈L6C，直流线圈L8A，直流线圈L8B，直流线圈L8C中的直流电流等于零。交流线圈L5A，交流线圈L5B，交流线圈L5C，交流线圈L7A，交流线圈L7B，交流线圈L7C电抗值为三相直流饱和电抗器的最大值。
[0158]当三相控制电路117控制晶闸管D3A，晶闸管D3B，晶闸管D3C，晶闸管D4A，晶闸管D4B，晶闸管D4C全导通时，流过直流线圈L6A，直流线圈L6B，直流线圈L6C，直流线圈L8A，直流线圈L8B，直流线圈L8C的直流电流达到最大设计值。交流线圈L5A，交流线圈L5B，交流线圈L5C，交流线圈L7A，交流线圈L7B，交流线圈L7C的电抗值为三相直流饱和电抗器的最小值。
[0159]三相控制电路117控制晶闸管D3A，晶闸管D3B，晶闸管D3C，晶闸管D4A，晶闸管D4B，晶闸管D4C整流量的大小，可控制直流线圈L6A，直流线圈L6B，直流线圈L6C，直流线圈L8A，直流线圈L8B，直流线圈L8C中直流电流的大小，实现控制三相直流饱和电抗器电抗值的大小。三相控制电路117连续控制晶闸管D3A，晶闸管D3B，晶闸管D3C，晶闸管D4A，晶闸管D4B，晶闸管D4C整流量的大小，可连续控制直流线圈L6A，直流线圈L6B，直流线圈L6C，直流线圈L8A，直流线圈L8B，直流线圈L8C中直流电流的大小，实现三相直流饱和电抗器电抗值的连续调节，三相直流饱和电抗器电抗值在最大值与最小值之间调节、变化。
[0160]晶闸管D3A，晶闸管D3B，晶闸管D3C，晶闸管D4A，晶闸管D4B，晶闸管D4C截止时，晶闸管D3A,晶闸管D3B,晶闸管D3C,晶闸管D4A,晶闸管D4B,晶闸管D4C两端电压有最大值δ U3，晶闸管D3A，晶闸管D3B，晶闸管D3C，晶闸管D4A，晶闸管D4B，晶闸管D4C两端工作电压耐压要求很低。
[0161 ] 晶闸管D3A，晶闸管D3B，晶闸管D3C，晶闸管D4A，晶闸管D4B，晶闸管D4C提供可控半波整流电路。直流线圈流通的是半波电流，直流线圈L6A，直流线圈L6B，直流线圈L6C，直流线圈L8A，直流线圈L8B，直流线圈L8C不但流通有直流电流，还流通工频交流，直流线圈截面积利用率高。本实施例虽然需要交流线圈与直流线圈，但交流线圈与直流线圈的截面积之和与磁阀型直流饱和电抗器的交流线圈的截面积相近，线圈成本不增加；经济性优于其他交流线圈与直流线圈非一体的三相直流饱和电抗器。
[0162]三相直流饱和电抗器的铁芯如果有磁阀，与磁阀型直流饱和电抗器原理一样，可改善电压、电流波形；可加快启动反应速度。分析方法与磁阀型直流饱和电抗器相同，不再累赘。
[0163]令三相直流饱和电抗器的U5等于U2，三相直流饱和电抗器就可以作为三相交流饱和电抗器调节器14使用，且性能优于现有的三相直流饱和电抗器。
[0164]不难看出，如果令三相直流饱和电抗器的U5等于U1，且电力系统电压等于U1，三相直流饱和电抗器就可直接、独立地使用于电力系统。
[0165]三相直流饱和电抗器铁芯115与三相直流饱和电抗器铁芯1116三根铁芯柱并排，磁阀型三相直流饱和电抗器六根铁芯柱并排,三根铁芯柱并排的对称度较好。磁阀型三相直流饱和电抗器六根铁芯柱一体，制造与安装不方便，本发明三相直流饱和电抗器分为两个铁芯体，制造与安装方便。
[0166]根据本实施例的方法，一般工程师不难类推出，把现有六根铁芯柱一体磁阀型三相直流饱和电抗器改进为分离的两个，具有三根铁芯柱的磁阀型三相直流饱和电抗器。也就是说，现有的六根铁芯柱一体的三相磁阀型直流饱和电抗器，在维持线圈与电力电子器件结构、参数、连接方式不变的情况下，可以把原有的六根铁芯柱一体的铁芯，分解为两个分离的，结构相同的铁芯柱体。分析方法不再累赘。
[0167]实施例9:
[0168]根据实施例8的思路，下面以实施例6所述第二种直流饱和电抗器为基本原理的第二种Y型连接的三相直流饱和电抗器为例，结合附图与实施例对本发明做进一步说明。
[0169]本发明一种三相直流饱和电抗器的结构与连接方式如图8所示。一种三相直流饱和电抗器包括三相直流饱和电抗器铁芯11118，三相直流饱和电抗器铁芯IV19，三相控制电路1120。三相直流饱和电抗器铁芯ΙΙΙ18有三根铁芯柱(Α相铁芯柱，B相铁芯柱，C相铁芯柱)，铁芯柱两端有磁轭使三根铁芯柱相互形成磁通闭环，类似三相变压器铁芯结构。
[0170]A相铁芯柱上有交流线圈L9A和直流线圈L10A，B相铁芯柱上有交流线圈L9B和直流线圈L10B，C相铁芯柱上有交流线圈L9C和直流线圈L10C。交流线圈L9A，交流线圈L9B交流线圈L9C的匝数相等，直流线圈LIOA，直流线圈LIOB，直流线圈LlOC的匝数相等；交流线圈L9A，交流线圈L9B交流线圈L9C的匝数与相同电压等级三相变压器一次线圈的匝数相同。交流线圈L9A与直流线圈LlOA的匝数不相等；在常用场合，建议:交流线圈L9A匝数减直流线圈LlOA匝数，除以交流线圈L9A匝数的百分数δ = 1%。交流线圈和直流线圈可以依次绕制在铁芯柱上，但建议:交流线圈和直流线圈匝数相等的这部分采用复合线形式并绕在铁芯柱上。
[0171]三相直流饱和电抗器铁芯IV19与三相直流饱和电抗器铁芯II118相同，三相直流饱和电抗器铁芯IV19上有线圈，三相直流饱和电抗器铁芯IV19上线圈的结构与参数与三相直流饱和电抗器铁芯118上的线圈相同。为表不方便，三相直流饱和电抗器铁芯1119上线圈分别表示为:Α相铁芯柱上有交流线圈LllA和直流线圈L12A，B相铁芯柱上有交流线圈LllB和直流线圈L12B，C相铁芯柱上有交流线圈LllC和直流线圈L12C。
[0172]—种三相直流饱和电抗器还包括:三相直流饱和电抗器端子4Α、端子4Β、端子4C、端子4Ν ;端子4Α、端子4Β、端子4C分别连接电力系统Α、B、C相电压，端子4Ν为中性点，中性点可接地，也可不接地。
[0173]交流线圈L9A同名端，直流线圈LlOA同名端，交流线圈LllA同名端，直流线圈L12A同名端连接端子4Α ;交流线圈L9B同名端，直流线圈LlOB同名端，交流线圈LllB同名端，直流线圈L12B同名端连接端子4Β ;交流线圈L9C同名端，直流线圈LlOC同名端，交流线圈LllC同名端，直流线圈L12C同名端连接端子4C。
[0174]交流线圈L9A剩余端子,交流线圈L9B剩余端子,交流线圈L9C剩余端子连接在一起后经电阻R5连接端子4Ν ;交流线圈LllA剩余端子，交流线圈LllB剩余端子，交流线圈LllC剩余端子连接在一起后经电阻R6连接端子4Ν ;直流线圈LlOA剩余端子，直流线圈LlOB剩余端子，直流线圈LlOC剩余端子分别经正向晶闸管D5A，正向晶闸管D5B，正向晶闸管D5C连接端子4Ν ;直流线圈L12A剩余端子，直流线圈L12B剩余端子，直流线圈L12C剩余端子分别经反向晶闸管D6A，反向晶闸管D6B，反向晶闸管D6C连接端子4Ν ；晶闸管D5A，晶闸管D5B，晶闸管D5C，晶闸管D6A，晶闸管D6B，晶闸管D6C的触发端子分别连接三相控制电路1120，三相控制电路1120控制晶闸管D5A，晶闸管D5B，晶闸管D5C，晶闸管D6A，晶闸管D6B，晶闸管D6C触发角的大小，实现连续调节晶闸管D5A，晶闸管D5B，晶闸管D5C，晶闸管D6A，晶闸管D6B，晶闸管D6C整流量的大小。
[0175]设三相直流饱和电抗器额定电压为U5，三相直流饱和电抗器接入额定电压为U5的系统。当三相控制电路1120控制晶闸管D5A，晶闸管D5B，晶闸管D5C，晶闸管D6A，晶闸管D6B，晶闸管D6C全截止时，晶闸管D5A，晶闸管D5B，晶闸管D5C，晶闸管D6A，晶闸管D6B，晶闸管D6C整流电路不工作，直流线圈L10A，直流线圈L10B，直流线圈L10C，直流线圈L12A，直流线圈L12B，直流线圈L12C中的直流电流等于零。交流线圈L9A，交流线圈L9B，交流线圈L9C，交流线圈LI 1Α，交流线圈LI 1Β，交流线圈LllC电抗值为三相直流饱和电抗器的最大值。
[0176]当三相控制电路1120控制晶闸管D5A，晶闸管D5B，晶闸管D5C，晶闸管D6A，晶闸管D6B，晶闸管D6C全导通时，流过直流线圈L10A，直流线圈L10B，直流线圈L10C，直流线圈L12A，直流线圈L12B，直流线圈L12C的直流电流达到最大设计值。交流线圈L9A，交流线圈L9B，交流线圈L9C，交流线圈LI 1Α，交流线圈L11B，交流线圈LllC的电抗值为三相直流饱和电抗器的最小值。
[0177]三相控制电路1120控制晶闸管D5A，晶闸管D5B，晶闸管D5C，晶闸管D6A，晶闸管D6B，晶闸管D6C整流量的大小，可控制直流线圈L10A，直流线圈L10B，直流线圈L10C，直流线圈L12A，直流线圈L12B，直流线圈L12C中直流电流的大小，实现控制三相直流饱和电抗器电抗值的大小。三相控制电路Π20连续控制晶闸管D5A，晶闸管D5B，晶闸管D5C，晶闸管D6A，晶闸管D6B，晶闸管D6C整流量的大小，可连续控制直流线圈L10A，直流线圈L10B，直流线圈L10C，直流线圈L12A，直流线圈L12B，直流线圈L12C中直流电流的大小，实现三相直流饱和电抗器电抗值的连续调节，三相直流饱和电抗器电抗值在最大值与最小值之间调节、变化。
[0178]晶闸管D5A，晶闸管D5B，晶闸管D5C，晶闸管D6A，晶闸管D6B，晶闸管D6C截止时，晶闸管D5A，晶闸管D5B，晶闸管D5C，晶闸管D6A，晶闸管D6B，晶闸管D6C两端电压有最大值δ U3，晶闸管D5A，晶闸管D5B，晶闸管D5C，晶闸管D6A，晶闸管D6B，晶闸管D6C两端工作电压耐压要求很低。
[0179]晶闸管D5A，晶闸管D5B，晶闸管D5C，晶闸管D6A，晶闸管D6B，晶闸管D6C提供可控半波整流电路。直流线圈流通的是半波电流，直流线圈L10A，直流线圈L10B，直流线圈L10C，直流线圈L12A，直流线圈L12B，直流线圈L12C不但流通有直流电流，还流通工频交流，直流线圈截面积利用率高。本实施例虽然需要交流线圈与直流线圈，但交流线圈与直流线圈的截面积之和与磁阀型直流饱和电抗器的交流线圈的截面积相近，线圈成本不增加；经济性优于其他交流线圈与直流线圈非一体的三相直流饱和电抗器。
[0180]三相直流饱和电抗器的铁芯如果有磁阀，与磁阀型直流饱和电抗器原理一样，可改善电压、电流波形；可加快启动反应速度。分析方法与磁阀型直流饱和电抗器相同，不再累赘。
[0181]如果电阻R5、电阻R6等于零，三相直流饱和电抗器调节过程的暂态时间且符合要求，则电阻R5、电阻R6可以短接。电阻R5与电阻R6的作用是为交流线圈L9A，交流线圈L9B，交流线圈L9C，交流线圈L11A，交流线圈L11B，交流线圈LllC构成的回路提供暂态阻尼，电阻R5、电阻R6取很小的电阻值，减小调节过程暂态时间的效果就很明显。缺点是:电阻R5、电阻R6产生有功损耗。因此，电阻R5、电阻R6的大小应在调节过程反应速度与有功损耗之间取平衡。
[0182]令三相直流饱和电抗器的U5等于U2，三相直流饱和电抗器就可以作为三相交流饱和电抗器调节器14使用，且性能优于现有的三相直流饱和电抗器。
[0183]不难看出，如果令三相直流饱和电抗器的U5等于U1，且电力系统电压等于U1，三相直流饱和电抗器就可直接、独立地使用于电力系统。
[0184]本发明的交流饱和电抗器与直流饱和电抗器可用现有技术设计制造，完全可以实现。有广阔应用前景。
【权利要求】
1.一种交流饱和电抗器，其特征是，它包括端子I，端子II，端子III，闭环铁芯交流线圈LI，交流饱和电抗器调节器； 闭环铁芯交流线圈LI连接在端子Il与端子II之间，交流饱和电抗器调节器连接在端子II与端子III之间； 以端子I与端子III额定工作电压为U1，端子II与端子III额定电压为U2，U2 =.0.1Ul~0.5U1，端子I与端子II额定电压为U3 = (U1-U2)； 闭环铁芯交流线圈LI的额定电压是U3 = (U1-U2)，临界饱和点的电压等于kl*U3，其中:kl = 1 ~1.2 ; 交流饱和电抗器调节器是一种分 压与调节装置，调节交流饱和电抗器调节器的两端电压为额定电压或小于额定电压；通过调节交流饱和电抗器调节器两端的电压，实现调节交流饱和电抗器电抗值的大小。
2.一种交流饱和电抗器，其特征是，它包括端子I，端子II，端子III，闭环铁芯交流线圈LI，线性电抗器，交流饱和电抗器调节器； 闭环铁芯交流线圈LI串联线性电抗器后连接在端子Il与端子II之间，交流饱和电抗器调节器连接在端子II与端子III之间； 以端子I与端子III额定工作电压为U1，端子II与端子III额定电压为U2，U2 =.0.1Ul~Ul，端子I与端子II额定电压为U3 = (U1-U2)； 闭环铁芯交流线圈LI的额定电压是U4，U4≤U3，临界饱和点的电压等于kl*U4，其中:kl =1 ~1.2 ; 交流饱和电抗器调节器是一种分压与调节装置，调节交流饱和电抗器调节器的两端电压为额定电压或小于额定电压；通过调节交流饱和电抗器调节器两端的电压，实现调节交流饱和电抗器电抗值的大小。
3.如权利要求1或2所述的交流饱和电抗器，其特征是，所述交流饱和电抗器调节器包括闭环铁芯交流线圈L2，它并联交流电压与电流控制器、压敏电阻R1，电容Cl与电阻R2串联后并联于压敏电阻Rl两端；交流电压与电流控制器是一种电力电子装置，它通过控制电路控制大功率电力电子器件，控制与调节交流电压与电流控制器两端交流电压的大小；闭环铁芯交流线圈L2的额定电压为U2，临界饱和点的电压等于kl*U2。
4.如权利要求3所述的交流饱和电抗器，其特征是，所述交流电压与电流控制器采用半控型电力电子器件或全控型电力电子器件。
5.如权利要求4所述的交流饱和电抗器，其特征是，所述交流电压与电流控制器包括:晶闸管Dl与晶闸管Dl反向并联，晶闸管Dl和晶闸管D2的触发端子连接控制电路I ;控制电路I控制晶闸管Dl和晶闸管D2触发角的大小，控制晶闸管Dl和晶闸管D2导通量的大小，从而实现控制与调节交流电压与电流控制器两端对称交流电压与电流的大小。
6.如权利要求3所述的交流饱和电抗器，其特征是，所述端子I作为交流饱和电抗器的高压端子，端子III作为交流饱和电抗器的低压端子，闭环铁芯交流线圈L2是闭环铁芯交流线圈LI小型化的结构。
7.如权利要求1或2所述的交流饱和电抗器，其特征是，所述交流饱和电抗器调节器包括分压变压器，分压变压器一次线圈L3两端作为交流饱和电抗器调节器的两个端子；分压变压器二次线圈L4并联交流电压与电流控制器、压敏电阻R1，电容Cl与电阻R2串联后并联于压敏电阻Rl两端； 分压变压器一次线圈L3额定电压为U2，分压变压器一次线圈L3的临界饱和点的电压等于kl*U2 ;分压变压器二次线圈L4的匝数比一次线圈L3的匝数小N倍时，交流电压与电流控制器中电力电子器件的耐压下降N倍； 通过调节交流电压与电流控制器交流电压值，实现调节交流饱和电抗器交流电流的大小，也就实现调节交流饱和电抗器电抗值的大小。
8.如权利要求7所述的交流饱和电抗器，其特征是，所述交流电压与电流控制器采用半控型电力电子器件或全控型电力电子器件。
9.如权利要求8所述的交流饱和电抗器，其特征是，所述交流电压与电流控制器包括:晶闸管Dl与晶闸管Dl反向并联，晶闸管Dl和晶闸管D2的触发端子连接控制电路16 ;控制电路16控制晶闸管Dl和晶闸管D2触发角的大小，控制晶闸管Dl和晶闸管D2导通量的大小，从而实现控制与调节交流电压与电流控制器两端对称交流电压与电流的大小。
10.如权利要求1或2所述的交流饱和电抗器，其特征是，所述交流饱和电抗器调节器由直流饱和电抗器构成；直流饱和电抗器包括闭环铁芯，闭环铁芯上绕有交流线圈、直流线圈；调节直流线圈中的直流电流大小，控制直流饱和电抗器交流线圈电抗值的大小；直流饱和电抗器额定电压为U2。
11.如权利要求10 所述的交流饱和电抗器，其特征是，所述直流饱和电抗器包括端子I，端子II，直流饱和电抗器闭环铁芯I，控制电路II ;直流饱和电抗器闭环铁芯I至少有两根铁芯柱，这两根铁芯柱在闭环铁芯I中各自至少有能形成一条不经过对方铁芯柱的闭环；这两根铁芯柱截面积相等，其中一根铁芯柱上有交流线圈L5和直流线圈L6，另一根铁芯柱上有交流线圈端子L7和直流线圈L8 ;交流线圈L5与交流线圈L7的匝数相等，直流线圈L6与直流线圈L8的匝数相等；交流线圈L5与交流线圈L7的匝数是相同电压等级变压器一次线圈匝数的1/2 ;交流线圈L5与直流线圈L6的匝数不相等； 交流线圈L5同名端与直流线圈L8同名端连接在一起后，连接端子I ;交流线圈L7异名端与直流线圈L6异名端连接在一起后，连接端子II ;交流线圈L5异名端连接交流线圈L7同名端，交流线圈L5异名端经正向晶闸管D3连接直流线圈L6同名端，交流线圈L7同名端经正向晶闸管D4连接直流线圈L8异名端；晶闸管D3和晶闸管D4的触发端子分别连接控制电路II，控制电路11控制晶闸管D3和晶闸管D4触发角的大小，实现连续调节晶闸管D3和晶闸管D4整流量的大小。
12.如权利要求10所述的交流饱和电抗器，其特征是，所述直流饱和电抗器包括端子I，直流饱和电抗器端子II，直流饱和电抗器闭环铁芯II，控制电路III ;直流饱和电抗器闭环铁芯II至少有两根铁芯柱，这两根铁芯柱在闭环铁芯II中各自至少有能形成一条不经过对方铁芯柱的闭环；这两根铁芯柱截面积相等，其中一根铁芯柱上有交流线圈L9和直流线圈L10，另一根铁芯柱上有交流线圈端子Lll和直流线圈L12 ;交流线圈L9与交流线圈Lll的匝数相等，直流线圈LlO与直流线圈L12的匝数相等；交流线圈L9与交流线圈Lll的匝数等于相同电压等级变压器一次线圈匝数；交流线圈L9与直流线圈LlO的匝数不相等； 交流线圈L9同名端、直流线圈LlO同名端、交流线圈Lll同名端、直流线圈L12同名端均连接端子I ;交流线圈L9剩余端子经电阻R3连接端子II，交流线圈Lll剩余端子经电阻R4连接端子II，直流线圈LlO剩余端子经正向晶闸管D5连接端子II，直流线圈L15剩余端子经反向晶闸管D6连接端子II ;晶闸管D5和晶闸管D6的触发端子分别连接控制电路III，控制电路III控制晶闸管D5和晶闸管D6触发角的大小，实现连续调节晶闸管D5和晶闸管D6整流量的大小。
13.如权利要求12所述的交流饱和电抗器，其特征是，所述交流线圈L9匝数减直流线圈LlO匝数，除以交流线圈L9匝数的百分数δ =1%。
14.如权利要求12所述的交流饱和电抗器，其特征是，所述交流线圈L9和直流线圈LlO依次绕制同一根铁芯柱上，交流线圈Lll和直流线圈L12依次绕制另一根铁芯柱上；交流线圈L9和直流线圈LlO匝数相等的这部分采用复合线形式并绕在铁芯柱上，交流线圈Lll与直流线圈L12匝数相等的这部分采用复合线形式并绕在另一根铁芯柱上。
15.如权利要求12所述的交流饱和电抗器，其特征是，所述端子I作为直流饱和电抗器的高压端子，端子II作为直流饱和电抗器的低压端子。
16.一种交流饱和电抗器，其特征是，它包括端子1Α、端子1Β、端子1C、端子2Α、端子2Β、端子2C、端子3Α、端子3Β、端子3C，三相交流饱和电抗器铁芯，三相交流饱和电抗器调节器；三相交流饱和电抗器铁芯有三根铁芯柱，铁芯柱两端有磁轭使三根铁芯柱相互形成磁通闭环；三根铁芯柱分别有交流线圈L1A、交流线圈L1B、交流线圈L1C，交流线圈L1A、交流线圈L1B、交流线圈LlC的同名端分别连接端子1Α、端子1Β、端子1C，交流线圈L1A、交流线圈L1B、交流线圈LlC的异名端分别连接端子2Α、端子2Β、端子2C ;三相交流饱和电抗器调节器三个输入端分别连接端子2Α、端子2Β、端子2C，三相交流饱和电抗器调节器三个输出端分别连接端子3Α、端子3Β、端子3C ;三相交流饱和电抗器调节器有三条通路，端子2Α与端子3Α构成一条回路，端子2Β与端子3Β构成一条回路，端子2C与端子3C构成一条回路；三相交流饱和电抗器调节器是一种分压与调节装置，当三相交流饱和电抗器调节器控制电路不工作时，三相交流饱和电抗器调节器获得三相交流饱和电抗器调节器的额定电压；当控制电路工作时，控制电路调节与控制三相交流饱和电抗器调节器三条通路两端电压小于额定电压；三相交流饱和电抗器额定工作电压为Ul，三相交流饱和电抗器调节器额定工作电压为U2，U2 = 0.1Ul~0.5U1 ;三相交流饱和电抗器铁芯上交流线圈L1A、交流线圈L1B、交流线圈LlC额定工作电压为U3 = (U1-U2)，三相交流饱和电抗器铁芯上交流线圈L1A、交流线圈L1B、交流线圈LlC的临界饱和点的电压等于kl*U3，其中:kl = I~1.2 ; 调节三相交流饱和电抗器调节器三条通路两端交流电压，实现调节三相交流饱和电抗器电抗值的大小。
17.如权利要求16所述的交流饱和电抗器，其特征是，所述三相交流饱和电抗器调节器为三台单相的交流饱和电抗器调节器或融合为一体的三相交流饱和电抗器调节器；采用三台单相的交流饱和电抗器调节器时，整个三相交流饱和电抗器有三条独立的回路，端子IA与端子3A构成一条回路，端子IB与端子3B构成一条回路，端子IC与端子3C构成一条回路；三条回路可以三角形 连接，也可以星形连接；采用融合一体的三相交流饱和电抗器调节器时，可以星形连接或三角形连接。
18.如权利要求16所述的交流饱和电抗器，其特征是，所述三相交流饱和电抗器调节器为三台单相的直流饱和电抗器分别连接在端子2A与端子3A，端子2B与端子3B，端子2C与端子3C之间或采用一台融合为一体的三相直流饱和电抗器。
19.如权利要求18所述的交流饱和电抗器，其特征是，所述融合为一体的三相直流饱和电抗器包括三相直流饱和电抗器铁芯I，三相直流饱和电抗器铁芯II，三相控制电路I;三相直流饱和电抗器铁芯I有三根铁芯柱即=A相铁芯柱，B相铁芯柱，C相铁芯柱；各铁芯柱两端有磁轭使三根铁芯柱相互形成磁通闭环； 其中，A相铁芯柱上有交流线圈L5A和直流线圈L6A，B相铁芯柱上有交流线圈L5B和直流线圈L6B，C相铁芯柱上有交流线圈L5C和直流线圈L6C ;交流线圈L5A，交流线圈L5B交流线圈L5C的匝数相等，直流线圈L6A，直流线圈L6B，直流线圈L6C的匝数相等；交流线圈L5A，交流线圈L5B，交流线圈L5C的匝数等于相同电压等级三相变压器一次线圈匝数的1/2 ;交流线圈L5A与直流线圈L6A的匝数不相等； 三相直流饱和电抗器铁芯II与三相直流饱和电抗器铁芯I结构相同，三相直流饱和电抗器铁芯II上也有直流线圈和交流线圈，三相直流饱和电抗器铁芯II上各线圈的结构与参数与三相直流饱和电抗器铁芯I上的线圈相同； 三相直流饱和电抗器铁芯II上线圈分别表示为:A相铁芯柱上有交流线圈L7A和直流线圈L8A，B相铁芯柱上有交流线圈L7B和直流线圈L8B，C相铁芯柱上有交流线圈L7C和直流线圈L8C ； 交流线圈L5A同名端，直流线圈L8A同名端均连接端子4A ;交流线圈L5B同名端，直流线圈L8B同名端均连接端子4B ;交流线圈L5C同名端，直流线圈L8C同名端均连接端子4C ；交流线圈L7A异名端，直流线圈L6A异名端，交流线圈L7B异名端，直流线圈L6B异名端，交流线圈L7C异名端，直流线圈L6C异名端均连接端子4N ;交流线圈L5A异名端连接交流线圈L7A同名端，交流线圈L5B异名端连接交流线圈L7B同名端，交流线圈L5C异名端连接交流线圈L7C同名端；交流线圈L5A异名端经正向晶闸管D3A连接直流线圈L6A同名端，交流线圈L5B异名端经正向 晶闸管D3B连接直流线圈L6B同名端，交流线圈L5C异名端经正向晶闸管D3C连接直流线圈L6C同名端；交流线圈L7A同名端经正向晶闸管D4A连接直流线圈L8A异名端，交流线圈L7B同名端经正向晶闸管D4B连接直流线圈L8B异名端，交流线圈L7B同名端经正向晶闸管D4B连接直流线圈L8B异名端； 晶闸管D3A,晶闸管D3B,晶闸管D3C,晶闸管D4A,晶闸管D4B,晶闸管D4C的触发端子分别连接三相控制电路I，三相控制电路I控制晶闸管D3A，晶闸管D3B，晶闸管D3C，晶闸管D4A,晶闸管D4B，晶闸管D4C触发角的大小，实现连续调节晶闸管D3A，晶闸管D3B，晶闸管D3C，晶闸管D4A，晶闸管D4B，晶闸管D4C整流量的大小。
20.如权利要求19所述的交流饱和电抗器，其特征是，所述交流线圈L5A匝数减直流线圈L6A匝数，除以交流线圈L5A匝数的百分数δ =1%。
21.如权利要求18所述的交流饱和电抗器，其特征是，所述融合为一体的三相直流饱和电抗器包括三相直流饱和电抗器铁芯III，三相直流饱和电抗器铁芯IV，三相控制电路II ;三相直流饱和电抗器铁芯III有三根铁芯柱即A相铁芯柱，B相铁芯柱，C相铁芯柱，各铁芯柱两端有磁轭使三根铁芯柱相互形成磁通闭环4相铁芯柱上有交流线圈L9A和直流线圈L10A，B相铁芯柱上有交流线圈L9B和直流线圈L10B，C相铁芯柱上有交流线圈L9C和直流线圈LlOC ;交流线圈L9A，交流线圈L9B交流线圈L9C的匝数相等，直流线圈L10A，直流线圈L10B，直流线圈LlOC的匝数相等；交流线圈L9A，交流线圈L9B交流线圈L9C的匝数与相同电压等级三相变压器一次线圈的匝数相同；交流线圈L9A与直流线圈LlOA的匝数不相等；三相直流饱和电抗器铁芯IV与三相直流饱和电抗器铁芯III相同，三相直流饱和电抗器铁芯IV上有直流线圈和交流线圈，三相直流饱和电抗器铁芯IV上各线圈的结构与参数与三相直流饱和电抗器铁芯III上的线圈相同；三相直流饱和电抗器铁芯IV上线圈分别表示为:A相铁芯柱上有交流线圈LllA和直流线圈L12A，B相铁芯柱上有交流线圈LllB和直流线圈L12B，C相铁芯柱上有交流线圈LllC和直流线圈L12C ； 交流线圈L9A同名端，直流线圈LlOA同名端，交流线圈LllA同名端，直流线圈L12A同名端连接端子4A ；交流线圈L9B同名端，直流线圈LlOB同名端，交流线圈LI IB同名端，直流线圈L12B同名端连接端子4B ;交流线圈L9C同名端，直流线圈LlOC同名端，交流线圈LllC同名端，直流线圈L12C同名端连接端子4C ;交流线圈L9A剩余端子，交流线圈L9B剩余端子，交流线圈L9C剩余端子连接在一起后经电阻R5连接端子4N ；交流线圈LI IA剩余端子，交流线圈LllB剩余端子，交流线圈LllC剩余端子连接在一起后经电阻R6连接端子4N ;直流线圈LlOA剩余端子，直流线圈LlOB剩余端子，直流线圈LlOC剩余端子分别经正向晶闸管D5A，正向晶闸管D5B，正向晶闸管D5C连接端子4N ;直流线圈L12A剩余端子，直流线圈L12B剩余端子，直流线圈L12C剩余端子分别经反向晶闸管D6A，反向晶闸管D6B，反向晶闸管D6C连接端子4N ；晶闸管D5A，晶闸管D5B，晶闸管D5C，晶闸管D6A，晶闸管D6B，晶闸管D6C的触发端子分别连接三相控制电路II，三相控制电路II控制晶闸管D5A，晶闸管D5B，晶闸管D5C，晶闸管D6A，晶闸管D6B，晶闸管D6C触发角的大小，实现连续调节晶闸管D5A，晶闸管D5B，晶闸管D5C，晶闸管D6A，晶闸管D6B，晶闸管D6C整流量的大小。
22.如权利要求21所述的交流饱和电抗器，其特征是，所述交流线圈L9A匝数减直流线圈LlOA匝数，除以交流线圈L9A匝数的百分数δ = 1%。
【文档编号】H01F27/24GK103971882SQ201410227523
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年5月27日 优先权日:2014年5月27日
【发明者】李晓明 申请人:山东大学