一种无抽头磁阀结构的制作方法

本实用新型涉及电力系统的装置技术领域，尤其是涉及一种应用于智能电网、大功率电力传动、电力牵引、电弧炉等需要快速调节无功功率的场合的无抽头磁阀结构。

背景技术：

磁阀或磁阀型可控电感，是一种利用低压电子开关控制高压大容量的无功调节装置，具有结构简单、可靠性高的优点，常规励磁的磁阀在电力系统中获得了较广泛的应用。图1是传统磁阀主体结构的实例。

磁阀包括磁体（灰色部分磁路）与线圈，四个线圈L1、L2、L3、L4中的两对线圈L1、L2与L3、L4分别置于磁体的分别具有收缩段的两个磁柱M1、M2上，线圈L1与L3连接构成磁阀的交流端A1，线圈L2与L4连接构成磁阀的交流端A2，L1与L4，及L3与L2如图相互扭曲连接，两个连接点分别为中性点与激励点，中性点与激励点之间分别为续流二极管D的阳极与阴极，两对线圈中的L1与L4分别引出抽头，通过晶闸管S1、S2整流，给激励点提供正向电压，进而为M1与M2的4个线圈提供直流励磁电流。M1与M2的均通过第三磁柱构成交流磁路，直流励磁在M1与M2（以及横梁）之间构成回路。实际应用的磁阀线路，线圈有多种抽头形式，磁柱种类也有很多，但基本原理大致相同。

图2是磁阀的工作波形示意，从上到下的波形分别是磁阀交流电压V12、磁柱M1磁通、磁柱M2磁通、线圈L1、L2的电流、线圈L3、L4的电流、磁阀的总电流（即流经A1端与A2端之间的电流）I12。M1与M2的磁通中分别叠加了直流磁通。由于M1与M2均具有收缩段，在较高磁通下将首先发生饱和。在磁阀的交流端电压V12与励磁电流共同作用之下，M1与M2交替趋于饱和，只要控制励磁电流，就能够控制磁阀的饱和的深浅，从而使得磁阀呈现不同大小的交流阻抗。

由于通常抽头电压仅为V12的1-3%，因此用常规耐压的晶闸管就可以控制30kV或更高的电压的磁阀。由于常规磁阀的励磁电压相对较低，励磁调节速度大致为150-300ms。近年来，为满足快速无功调节的需求，要求励磁调节速度在30ms左右或更快。对此，常规磁阀的提速对策是提高抽头电压和用可关断器件替代二极管D。当需要快速励磁时，用更高的正向电压（例如提高抽头电压）为磁阀提供励磁电压；当需要快速退磁时，关闭可关断器件，使之在激励点激起反向高压。由于更高的正向电压，以及对上述反向电压的限制都需要增加许多高压、高功率元部件，这使得快速励磁的代价很高。目前许多改进都采取了这类办法，影响了快速磁阀的应用推广。

技术实现要素：

本实用新型的发明目的是为了克服现有技术中励磁控制电路功率容量需求过高的不足，提供了一种应用于智能电网、大功率电力传动、电力牵引、电弧炉等需要快速调节无功功率的场合的无抽头磁阀结构。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种无抽头磁阀结构，包括磁阀主体MV和可控电源CPS，磁阀主体MV包括磁阀磁体M，线圈L1、线圈L2、线圈L3、线圈L4，逆阻型开关S1和逆阻型开关S2；

所述线圈L1与线圈L2均位于磁柱M1上，线圈L3与线圈L4均位于磁柱M2上；线圈L1的同名端与线圈L3的非同名端相互连接构成磁阀主体MV的交流端A1，线圈L2的非同名端与线圈L4的同名端相互连接构成磁阀主体MV的交流端A2，线圈L1的非同名端与线圈L4的非同名端相互连接构成中性点N，线圈L2的同名端与逆阻型开关S1的负端相连构成激励点J，线圈L3的同名端与逆阻型开关S2的负端相连构成激励点K，逆阻型开关S1和逆阻型开关S2的正端均连接中性点；可控电源CPS的输出端子N1、J1、K1分别与中性点N、激励点J和激励点K连接。

结合图1来观察图2波形。可以看出，二极管D通过的电流就是L1、L2或者L3、L4的电流，接近于磁阀的总电流。

当需要快速励磁时，控制S1或S2开通，强迫关闭二极管D，将高电压加到激励点上；当需要快速退磁时，用开关取代二极管D，并分断该开关。可见快速励磁所需要处理的电流接近于磁阀的总电流、和远高于传统磁阀的励磁电压。

本实用新型的思路是，移走二极管D和L2与L3之间的连线，从而形成两个独立的激励点；去掉L1与L4的两个抽头；在两个激励点与中性点之间用两个开关相连，使M1与M2上的线圈电流独立可控。

如图2 所示，M1与M2上线圈的大电流总是交替出现的，要是励磁控制仅仅处理磁阀的两路线圈中未饱和支路的小电流，即励磁控制只针对处于未饱和状态的M1与M2，就可以避开M1或M2处于饱和时候的直流励磁，励磁的控制功率可以大幅度降低。由于励磁控制仅仅在小电流下进行功率交换，S1与S2的开关切换动作也仅仅是在小电流下完成，双输出双向可控电源BPS并不需要很大的功率，这些都极大提升了器件运行的可靠性。

从图2 看出，每个磁柱至少有半个周期处于未饱和状态，实际使用时未饱和的时间还会更多些，因此至少在半个周期时间内对M1或M2施加励磁电压是可行的，本实用新型在原理上是可行的。

交流端A1、交流端A2分别与交流线路连接，交流端A1相对于交流端A2的端电压为交流电压V12；使可控电源CPS分别在在中性点N、激励点J之间或是在中性点N、激励点K之间施加正向电压，使线圈L1、线圈L3之间，线圈L2、线圈L4之间分别流过直流励磁电流分量；磁柱M1与磁柱M2的饱和程度由V12及直流励磁电流分量确定，V12为正时，磁柱M1趋于饱和；V12为负时，磁柱M2趋于饱和；磁柱M1与磁柱M2的饱和交替出现，可控电源CPS在激励点J与中性点N之间施加正向电压Vjn，或者可控电源CPS在激励点K与中性点N之间施加正向电压Vkn，Vjn作用于处于非未饱和的磁柱M1，使其反向励磁但不饱和；或Vkn 作用于处于非未饱和的磁柱M2，使其反向励磁但不饱和；

当V12电压方向反转时，磁柱M1或磁柱M2更易于饱和；控制励磁电压，调节磁柱M1、磁柱M2的磁饱和程度，从而调节磁阀主体MV的交流端A1与交流端A2两端之间的交流阻抗；

当磁阀需要快速励磁时，加大励磁电压；反之，当磁阀需要快速退磁时，切断逆阻型开关S1或逆阻型开关S2，使Vjn或Vkn呈现反向电压，实现快速退磁；励磁与退磁电压的大小受到可控电源CPS的控制，实现可控的磁阀快速励磁或退磁。

作为上述方案的替换方案，可控电源CPS包括直流电源PS和开关切换单元；开关切换单元包括逆导型开关S21、逆导型开关S22、逆导型开关S23、逆导型开关S24，储能电容C；逆导型开关S21的负端与逆导型开关S22的正端相连构成可控电源CPS的端子J1；逆导型开关S23的负端与逆导型开关S24的正端相连构成可控电源CPS的端子K1；逆导型开关S21、逆导型开关S23和直流电源PS的正端相互连接，逆导型开关S22、逆导型开关S24和直流电源PS的负端相互连接；储能电容C与直流电源PS并联。

可控电源CPS分别在激励点J与激励点K之间施加适当的电压Vjk，开通逆导型开关S21、逆导型开关S24使Vjk为正，或开通逆导型开关S22、逆导型开关S23使Vjk为负，Vjk的幅度为直流电源PS的端电压；S21、S23、S22、S24同时开通可使Vjk为0；

在V12为正或为负时刻，分别使Vjk为正或为负，使磁阀趋于饱和，Vjk为0使励磁衰减；励磁电压平均值与正脉冲宽度或负脉冲宽度对交流周期的占比成正比；需要提升励磁水平时，提高所述占比；需要降低励磁水平时，降低所述占比；

需要快速降低励磁水平时，关闭逆导型开关S21、逆导型开关S22、逆导型开关S23和逆导型开关S24；在磁柱M1处于未饱和时，关闭逆导型开关S1；磁柱M2处于未饱和时，关闭逆导型开关S2；Vjk的幅度均被直流电源PS的端电压所限制。

作为上述方案的替换方案，可控电源CPS包括直流电源PS、直流电源PS2和开关切换单元；所述的开关切换单元包括逆导型开关S21、逆导型开关S22、逆导型开关S23、逆导型开关S24、逆导型开关S25、逆导型开关S27，二极管D26、储能电容C和储能电容C2；逆导型开关S21、逆导型开关S25的负端均与逆导型开关S22的正端相连，构成可控电源CPS的端子J1；逆导型开关S23、逆导型开关S27的负端均与逆导型开关S24的正端相连接，构成可控电源CPS的端子K1；逆导型开关S25、逆导型开关S27的正端均与二极管D26的负端相互连接，二极管D26的正端与直流电源PS2的正端相连接；逆导型开关S21、逆导型开关S23、直流电源PS的正端相互连接；逆导型开关S22、逆导型开关S24、直流电源PS、直流电源PS2的负端相互连接；储能电容C与直流电源PS相并联，储能电容C2与直流电源PS2相并联。

禁止逆导型开关S21、逆导型开关S22、逆导型开关S25中的任意2个同时开通，禁止逆导型开关S23、逆导型开关S24、逆导型开关S27中的任意2个同时开通；开通逆导型开关S21、逆导型开关S24可以使Vjk为正；

可控电源CPS分别在激励点J与激励点K之间施加适当的电压Vjk，开通逆导型开关S22、逆导型开关S23可以使Vjk为负，Vjk的幅度为直流电源PS的端电压；开通逆导型开关S24、逆导型开关S25可以使Vjk为正，开通逆导型开关S22、逆导型开关S27可以使Vjk为负，Vjk的幅度为PS2的端电压；逆导型开关S22、逆导型开关S24同时开通可以使Vjk为0；

在磁柱M1或磁柱M2处于未饱和时，分别使Vkn或Vjn为正，可以使磁阀趋于饱和，Vjk为0则使励磁衰减；励磁电压平均值与正脉冲宽度对交流周期的占比成正比；需要提升励磁水平时提高占比，需要降低励磁水平时降低占比；直流电源PS的电压高于PS2，用于快速提升励磁水平；

需要快速降低励磁水平时，关闭逆导型开关S21、逆导型开关S22、逆导型开关S23、逆导型开关S24、逆导型开关S26、逆导型开关S27，在M1或M2处于未饱和时分别关闭S1或S2，使Vjk为负且幅度均被PS的端电压所限制。

作为上述方案的替换方案，可控电源CPS包括直流电源PS、直流电源PS2和开关切换单元；开关切换单位由逆导型开关S21、逆导型开关S22、逆导型开关S23、逆导型开关S24、逆导型开关S27、逆导型开关S30和二极管D26、D30，以及储能电容C、储能电容C2构成；逆导型开关S21、逆导型开关S25的负端均与逆导型开关S22的正端相连构成可控电源CPS的端子J1；逆导型开关S23、逆导型开关S27的负端均与逆导型开关S24的正端相连接构成可控电源CPS的端子K1；二极管D29的阳极与逆导型开关S30的正端相连构成端子N1；逆导型开关S21与逆导型开关S27的正端及二极管D29的阴极均与直流电源PS的正端相连接；逆导型开关S25、逆导型开关S27的正端与二极管D26的阴极相互连接，二极管D26的阳极与直流电源PS2的正端相连接；逆导型开关S22、逆导型开关S24、逆导型开关S30的负端均与直流电源PS、直流电源PS2的负端连接；储能电容C与直流电源PS相并联，储能电容C2与直流电源PS2相并联。

逆导型开关S21、逆导型开关S22、逆导型开关S25中的任意2个同时开通，禁止逆导型开关S23、逆导型开关S24、逆导型开关S27中的任意2个同时开通；开通逆导型开关S21、逆导型开关S30可以使Vjn为正，开通逆导型开关S23、逆导型开关S30可以使Vkn为正，Vjn、Vkn的幅度为直流电源PS的端电压；Vjn、Vkn的幅度为直流电源PS2的端电压；开通逆导型开关S24、逆导型开关S25可以使Vjk为正，开通逆导型开关S22、逆导型开关S27可以使Vjk为负，Vjk的幅度为直流电源PS2的端电压；逆导型开关S22、逆导型开关S30或逆导型开关S24、逆导型开关S30同时开通可以分别使Vjn或Vkn为0；

在磁柱M1或磁柱M2处于未饱和时分别使Vkn或Vjn为正，可以使磁阀趋于饱和，Vjk为0则使励磁衰减；励磁电压平均值与此正脉冲宽度对交流周期的占比成正比；需要提升励磁水平时提高该占比，需要降低励磁水平时降低该占比；直流电源PS的电压高于直流电源PS2，用于快速提升励磁水平；

需要快速降低励磁水平时，关闭逆导型开关S21、逆导型开关S22、逆导型开关S23、逆导型开关S24、逆导型开关S25、逆导型开关S26、逆导型开关S27，开启逆导型开关S30，在磁柱M1或磁柱M2处于未饱和时分别关闭S1或S2，使Vjn或Vkn分别为负且幅度均被直流电源PS的端电压所限制。

作为优选，逆阻型开关S1与逆阻型开关S2均为晶闸管，当需要快速退磁而关断逆阻型开关S1或逆阻型开关S2时，分别通过直流电源CPS施加正向电压Vjn或正向电压Vkn，使晶闸管承受反向电压来关断。

作为优选，直流电源PS和直流电源PS2均为可限流、限压的可控电压电流源。

因此，本实用新型具有如下有益效果：励磁控制仅仅在小电流下进行功率交换，S1与S2的开关切换动作也仅仅是在小电流下完成，双输出双向可控电源BPS并不需要很大的功率，极大提升了器件运行的可靠性。

附图说明

图1是现有技术的一种结构示意图；

图2 是现有技术的一种磁阀工作波形图；

图3 是本实用新型的无抽头磁阀的一种结构示意图；

图4是本实用新型的各个开关的一种组合图；

图5是本实用新型的实施例2的一种结构示意图；

图6是本实用新型的实施例3的一种结构示意图；

图7是本实用新型的实施例4的一种结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。

实施例1

如图3所示的实施例是一种无抽头磁阀结构，包括磁阀主体MV与可控电源CPS，其中，磁阀主体MV包括磁阀磁体M与线圈L1、L2、L3、L4，以及逆阻型开关S1、逆阻型开关S2；

L1与L2放在同一磁柱M1上，L3与L4放在同一磁柱M2上；L1的同名端与L3的非同名端相互连接构成MV的交流端A1，L2的非同名端与L4的同名端相互连接构成MV的交流端A2，L1的非同名端与L4的非同名端相互连接构成中性点N，L2的同名端与S1的负端相连构成激励点J，L3的同名端与S2的负端相连构成激励点K，S1及S2的正端均接中性点N；CPS的三个输出端子N1、J1、K1，分别接N、J、K； L1、L2、L3、L4的同名端一侧都用加点标识。

工作时，A1、A2分别接交流线路，A1相对于A2的端电压为交流电压V12；通过控制CPS分别在J、K与N之间施加正向电压（即励磁电压），使L1、L3之间、L2、L4之间分别流过直流励磁电流分量；M1与M2的饱和程度由V12及直流励磁电流分量确定，V12为正时M1趋于饱和，V12为负时M2趋于饱和；M1与M2的饱和总是交替出现， CPS分别在J与N之间或K与N之间施加适当的正向电压（分别是正向电压Vjn或正向电压Vkn），作用于处于非未饱和的M1或M2，使其反向励磁但不饱和，于是当V12电压方向反转时就能使M1或M2更易于饱和；由此控制该励磁电压，就可以调节M1、M2的磁饱和程度，从而调节MV的A1与A2两端之间交流阻抗；

当磁阀需要快速励磁时可以加大励磁电压；反之当磁阀需要快速退磁还可以切断S1或S2，使正向电压Vjn或正向电压Vkn呈现反向电压（即退磁电压），从而实现快速退磁；励磁与退磁电压的大小受到CPS的控制，由此可以实现可控的磁阀快速励磁或退磁；

实施例2

如图4所示，从左到右分别是单向开关（电流从上到下）、逆阻型开关、逆导型开关、IGBT、晶闸管、IGBT及反并联二极管组合的符号。

单向开关特指能承受单方向关断电压，但反方向即不能承受电压也不能通过电流的电力电子开关，为简单起见就用了常规开关的符号。例如通常的IGBT，它只能承受正向电压。

逆阻型开关是仅允许开关单方向导通的电力电子器件。例如，逆阻型可关断晶闸管GTO，或是逆阻型IGCT，或是由GTO、IGCT、IGBT、MOSFET的一种与二极管串联的组合所构成。

逆导型开关是仅允许开关断开时仍具有反方向导通的电力电子器件。例如，逆导型开关可以是由GTO、IGCT、IGBT、MOSFET的一种与二极管反并联构成。

本实用新型中所谓开关的正端和负端分别是指其承受关断电压时的正、负电压端子。例如，图4中的逆导型开关，其正端为反并二极管的阴极相连的端子。

为维持磁阀的饱和状态，在激励点与中性点之间施加一定的直流电压是必要的，使之能克服直流励磁电流分量在线圈中的衰减。该直流电压可以是稳定的电压，也可以是脉冲电压，影响激磁电流升降的是交流周期内的直流电压平均值。在快速退磁时，S1或S2的切断，会激起很高的反压，因此由BPS对其加以限制是十分必要的。为吸收退磁电流，BPS需要是具备能量双向流动管理功能的两路可控电源。

图5 为由直流电源与切换单元构成CPS的一种磁阀的结构示意图，CPS与实施例1不同，其它部分与实施例1相同；如图5所示，MV的N不再引出，CPS仅有J1与K1两个端子，CPS为直流电源PS与开关切换单元所构成；开关切换单位由逆导型开关S21、S22、S23、S24，以及储能电容C构成；S21的负端与S22的正端相连构成端子J1；S23的负端与S24的正端相连接构成端子K1；S21、S23、PS的正端相互连接，S22、S24、PS的负端相互连接；C与PS相并联；

禁止S21、S22以及S23、S24同时开通；开通S21、S24可以使Vjk为正，开通S22、S23可以使Vjk为负，Vjk的幅度为PS的端电压；S21、S23或S22、S24同时开通可以使Vjk为0；

在V12为正或为负时刻分别使Vjk为正或为负可以使磁阀趋于饱和，Vjk为0则使励磁衰减；励磁电压平均值与此正或负脉冲宽度对交流周期的占比成正比；需要提升励磁水平时提高该占比，需要降低励磁水平时降低该占比；

需要快速降低励磁水平（即快速退磁）时，关闭S21、S22、S23、S24，在M1或M2处于未饱和时分别关闭S1或S2；Vjk的幅度均被PS的端电压所限制。

如图5 所示，当S21与S24开通时，在J1与K1之间引出正向电压；当S22与S23开通时，在J1与K1之间引出正向电压；正常运行时，通常S1或S2中未饱和支路的开关总是开通的，其相当于连接到磁阀的中性点N，因此省略中性点N的方案在原理上是一样可行的。

当加到磁阀的激励电压Vjk 为正或负的时候，就会截止S1或S2的电流，原先的电流就分别通过J1、K1从PS1流过。正向的Vjn与Vkn对于直流励磁分量起到保持和提升作用；当它们较低而不足以抵消励磁损耗时，励磁水平就会下降。由于S21、S22、S23的开通都发生在M1或M2未饱和时段，因此控制电流都很小，控制功率也就比常规励磁电路要低得多。这一点对于快速励磁非常重要，只要用足够高的PS电压，就可以获得就很快的励磁速度，而不需要注入很大的励磁功率。

当磁阀需要快速退磁时，切断S1或S2，就可以激起很高的反向电压，这一电压被箝制到PS1的电压上很有必要，可以避免过压损坏线路上的元器件。由于切断都是发生在M1或M2未饱和时段，因此要断开的开关仅有流过较小的励磁电流，用于箝制电压的PS1也不需要很大的功率。

并联在PS上的电容C用于吸收或释放励磁能量，这可以对PS起到缓冲作用。

实施例3

图6 是由高、低压直流电源与切换单元构成CPS的磁阀的一种结构示意图，CPS与实施例1不同，其它部分与实施例1相同；如图6所示，MV的N不再引出，CPS仅有J1与K1两个端子，CPS为直流电源PS与开关切换单元所构成；CPS为直流电源PS、PS2与开关切换单元所构成；所述的开关切换单位由逆导型开关S21、S22、S23、S24、S25、S27，二极管D26、以及储能电容C、C2构成；S21、S25的负端与S22的正端相连构成端子J1；S23、S27的负端与S24的正端相连接构成端子K1；S25、S27的正端与D26的负端相互连接，D26的正端与PS2的正端相连接；S21、S23、PS的正端相互连接；S22、S24、PS、PS2的负端相互连接；C与PS相并联，C2与PS2相并联；

禁止S21、S22、S25中的任意2个同时开通，禁止S23、S24、S27中的任意2个同时开通；开通S21、S24可以使Vjk为正，开通S22、S23可以使Vjk为负，Vjk的幅度为PS的端电压；开通S24、S25可以使Vjk为正，开通S22、S27可以使Vjk为负，Vjk的幅度为PS2的端电压；S22、S24同时开通可以使Vjk为0；

在M1或M2处于未饱和时分别使Vkn或Vjn为正，可以使磁阀趋于饱和，Vjk为0则使励磁衰减；励磁电压平均值与此正脉冲宽度对交流周期的占比成正比；需要提升励磁水平时提高该占比，需要降低励磁水平时降低该占比；PS的电压高于PS2，用于快速提升励磁水平；

需要快速降低励磁水平（即快速退磁）时，关闭S21、S22、S23、S24、S26、S27，在M1或M2处于未饱和时分别关闭S1或S2，使Vjk为负且幅度均被PS的端电压所限制。

这里对于上述使用一个电源PS情况的改进在于，平稳和慢速调节M1、M2的励磁水平时动用了较低电压的直流电源PS1，而在需要快速励磁或退磁时，改用较高电压的直流电源PS2，从而兼顾了励磁调节的快速性与平稳性需求。这里D26是为了阻挡S21或S23开启时，PS高压对于PS2低压的反灌，保护开关S24与S25；若是S25与S27也采用逆阻型开关，则可以省去D26。

实施例4

图7 是带中性点抽头的由高、低压直流电源与切换单元构成CPS的磁阀的一种结构示意图，CPS与实施例1不同，其它部分与实施例1相同；如图7所示， CPS为直流电源PS、PS2与开关切换单元所构成；所述的开关切换单位由逆导型开关S21、S22、S23、S24、S27、S30和二级管D26、D30，以及储能电容C、C2构成；S21、S25的负端与S22的正端相连，作为所述的端子J1；S23、S27的负端与S24的正端相连接作为所述的端子K1；D29的阳极与S30的正端相连作为所述的端子N1；S21与S27的正端，以及D29的阴极，均与PS的正端相连接；S25、S27的正端与D26的阴极相互连接，D26的阳极与PS2的正端相连接；S22、S24、S30的负端以及PS、PS2的负端相互连接；C与PS相并联，C2与PS2相并联；

禁止S21、S22、S25中的任意2个同时开通，禁止S23、S24、S27中的任意2个同时开通；开通S21、S30可以使Vjn为正，开通S23、S30可以使Vkn为正，Vjn、Vkn的幅度为PS的端电压；Vjn、Vkn的幅度为PS2的端电压；开通S24、S25可以使Vjk为正，开通S22、S27可以使Vjk为负，Vjk的幅度为PS2的端电压；S22、S30或S24、S30同时开通可以分别使Vjn或Vkn为0；

在M1或M2处于未饱和时分别使Vkn或Vjn为正，可以使磁阀趋于饱和，Vjk为0则使励磁衰减；励磁电压平均值与此正脉冲宽度对交流周期的占比成正比；需要提升励磁水平时提高该占比，需要降低励磁水平时降低该占比；PS的电压高于PS2，用于快速提升励磁水平；

需要快速降低励磁水平（即快速退磁）时，关闭S21、S22、S23、S24、S25、S26、S27，开启S30,在M1或M2处于未饱和时分别关闭S1或S2，使Vjn或Vkn分别为负且幅度均被PS的端电压所限制；

本实施例如图7所示，是图6方案的变形，由于带上中性点连接点，易于控制。

S1与S2为晶闸管，当需要快速退磁而关断S1或S2时，分别通过CPS在其上施加Vjn或Vkn，使晶闸管承受反向电压来关断。

这一方案是为了加快处于导通状态的S1或S2关断，而不是等待它处于反压是的自动关断。

晶闸管施加ms级短时间的反向电压，就可以被关断。因此S1与S2可以采用晶闸管，它们可以通过控制脉冲被开通，也可以依靠BPS的加反压来关断。在晶闸管加反压时候，相当于励磁加强，但ms级短时间的作用还不至于使励磁显著升高。

晶闸管被关断后，可以撤除这一反压。由于励磁电感特性，S1、S2上将立即激起很高的正向电压，而这一电压能被BPS所限制在安全电压上，从而实现M1、M2的快速退磁。

其中，S1与S2可以是均为IGBT串联二极管构成的逆阻型开关；

在本实用新型中，上述开关中，S1与S2均为大功率开关，需要流过交流大电流；而其他均可为小电流容量的器件。其中，S21、S22、S23、S24可以是高电压小电流IGBT或者是功率MOSFET，S25、S27则可以是较低电压的小电流IGBT或功率MOSFET，D26、D29可以是高压小电流二极管。

对于上述实施例2、3、4中的PS或PS2均为可限流、限压的可控电压电流源，其特性为轻负载时表现为保持输出电压可控，当负载加重时表现为限制输出电流不加大。限制输出电流的好处在于限制电源的输出功率。

上述直流电源PS、PS2可以是通过交流电源供电的隔离型整流电源（包括高频开关电源），交流源可以从独立低压电源供电，也可以是从磁阀附加线圈取能。由于该控制电源的功率比磁阀容量要小得多，即便是从增加磁阀线圈来获取电能，也比常规的大电流抽头工艺要简单的多。

具体实施案例

图6是本实用新型的可快速励磁/退磁的无抽头磁阀实施例。其中，磁阀的额定电压为35kV/500A， S1与S2采用普通晶闸管，S21、S22、S23、S24采用高压小电流IGBT并且各自反并联一个高压小电流二极管；S25、S27采用小电流普通IGBT，并且各自反并联一个高压小电流二极管。D26为高压小电流二极管。PS1为5000V/10A的稳压限流电源，PS2为500V/10A的稳压限流电源，C为500uF/5000V的电容器。

磁阀在平稳运行模式时，对晶闸管加触发脉冲，根据检测V12的相位来确定M1或M2处于未饱和的半周，对于未饱和的相应激励点上通过开通S21、S24、S25向激励点施加PS2（较低电压）的正向电压脉冲，通过脉冲宽度调节励磁电流。

磁阀在快速励磁模式时，对晶闸管加触发脉冲，根据检测V12的相位来确定M1或M2处于未饱和的半周，对于未饱和的相应激励点上通过开通S21、S23向激励点施加PS（较高电压）的正向电压脉冲，一旦达到励磁水平时，就切换到平稳运行模式，即在相应激励点上通过开通S25、S27向激励点施加PS2（较低电压）的正向电压脉冲。

磁阀在快速退磁模式时，撤除晶闸管的触发脉冲，根据检测V12的相位来确定M1或M2处于未饱和的半周，对于未饱和的相应激励点上通过控制S25、S27施加较低电压的正向电压脉冲1ms，强迫S1、S2关断，然后关闭S25、S27，并通过S21、S24或S23、S24的反向导通以及PS1来限制晶闸管上的正向电压，使得磁阀快速退磁，一旦退磁达到控制水平时，就切换到平稳运行模式。

通过检测M1与M2上线圈（如L1或L3）的电流，在磁阀饱和状态较浅时，还可以将M1与M2励磁控制范围扩大到半个周期以上，从而进一步加快励磁与退磁的速度。

由于本实用新型将磁阀的饱和电流与未饱和电流相分离，励磁控制电路仅仅需要处理电流值较低的未饱和电流，极大地降低了控制电路的容量需求，易于实现快速励磁、退磁控制功能，提高了控制的可靠性与精确性，降低了成本，有利于磁阀的推广应用。

以上所述，仅是本实用新型的一些较佳实施案例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施案例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的结构及技术内容做出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施案例，但是凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施案例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本实用新型技术方案范围内。