串聯(lián)型單相感應(yīng)可調(diào)電抗器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種串聯(lián)型感應(yīng)可調(diào)電抗器，包括定子鐵芯和轉(zhuǎn)子鐵芯，其特征在于定子鐵芯的槽和轉(zhuǎn)子槽內(nèi)分別嵌入單相定子繞組和單相轉(zhuǎn)子繞組，所述單相定子繞組和單相轉(zhuǎn)子繞組串聯(lián)連接形成串聯(lián)型感應(yīng)可調(diào)電抗器。這串聯(lián)感應(yīng)可調(diào)電抗串聯(lián)在電網(wǎng)電源或其它電路中，就能改變電源的輸出電抗，改變電源的短路電抗和短路容量，或可穩(wěn)定電源的輸出電壓，提高電源的抗負(fù)載干擾能力及抗短路能力。產(chǎn)品本身內(nèi)部磁路閉合，不會受外界電磁干擾。它屬于線性電抗，不對電源及其它電子設(shè)備產(chǎn)生任何電磁干擾。
【專利說明】
串聯(lián)型單相感應(yīng)可調(diào)電抗器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種強(qiáng)電領(lǐng)域的串聯(lián)在電網(wǎng)，電源或電路中的串聯(lián)型單相感應(yīng)可調(diào)電抗器?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]在強(qiáng)電領(lǐng)域?yàn)榱颂岣呓涣麟娋W(wǎng)或電源的質(zhì)量，防止電壓劇烈波動及過大的短路電流，往往需要采用串聯(lián)可調(diào)電抗器的措施來實(shí)現(xiàn)，但電氣市場一般只能供給固定電抗器。即使通過在固定電抗器繞組上加抽頭，似乎可改變電抗值，但除了加抽頭，又要附加分級開關(guān)，卻只是達(dá)到一個(gè)電抗值的有級變換，遠(yuǎn)未達(dá)到電抗值無級平滑精細(xì)調(diào)節(jié)的目的。當(dāng)然另有一種飽和可調(diào)電抗器，雖然可調(diào)，但由于利用磁飽和現(xiàn)象，屬非線性變化的調(diào)節(jié)，它會引出電源波形畸變，造成電網(wǎng)污染而使電網(wǎng)和用戶難以接受。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種能串聯(lián)在電網(wǎng)或電源的電路中，不需要采用電抗器繞組抽頭，不用分接開關(guān)，直接可連續(xù)平滑地實(shí)現(xiàn)無觸點(diǎn)精細(xì)調(diào)節(jié)的串聯(lián)型感應(yīng)可調(diào)電抗器。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:一種串聯(lián)型感應(yīng)可調(diào)電抗器，包括定子鐵芯和轉(zhuǎn)子鐵芯，其特征在于定子鐵芯和轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)分別嵌入單相定子繞組和單相轉(zhuǎn)子繞組，所述單相定子繞組和單相轉(zhuǎn)子繞組串聯(lián)連接形成串聯(lián)型感應(yīng)可調(diào)電抗器。
[0005]為取得電抗值調(diào)節(jié)，所述單相定子繞組和單相轉(zhuǎn)子繞組之間可作相對0~180°電氣角位移。
[0006]根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，所述轉(zhuǎn)子繞組的極性端連接至所述可調(diào)電抗器的一個(gè)出線端，轉(zhuǎn)子繞組的另一端與定子繞組的同名極性端相連，所述定子繞組的另一端連接至所述可調(diào)電抗器的另一出線端。
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，所述定子鐵芯和轉(zhuǎn)子鐵芯之間設(shè)置有氣隙，且所述氣隙的大小為1?1 〇mm。
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，定子鐵芯和轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)分別嵌入2N個(gè)單相定子繞組和2N個(gè)單相轉(zhuǎn)子繞組，所述2N個(gè)單相定子繞組串聯(lián)，所述2N個(gè)單相轉(zhuǎn)子繞組串聯(lián)，所述串聯(lián)的2N個(gè)單相定子繞組和所述串聯(lián)的2N個(gè)單相轉(zhuǎn)子繞組串聯(lián)形成串聯(lián)型感應(yīng)可調(diào)電抗器， 其中N為大于0的自然數(shù)。
[0009]根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例，定子鐵芯和轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)分別嵌入2N個(gè)單相定子繞組和2N個(gè)單相轉(zhuǎn)子繞組，所述2N個(gè)單相定子繞組并聯(lián)，所述2N個(gè)單相轉(zhuǎn)子繞組并聯(lián)，所述并聯(lián)的2N個(gè)單相定子繞組和所述并聯(lián)的2N個(gè)單相轉(zhuǎn)子繞組串聯(lián)形成串聯(lián)型感應(yīng)可調(diào)電抗器，其中N為大于0的自然數(shù)。
[0010]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述串聯(lián)型感應(yīng)可調(diào)電抗器內(nèi)電流恒定。
[0011]根據(jù)本實(shí)用新型的另一實(shí)施例，所述串聯(lián)型感應(yīng)可調(diào)電抗器內(nèi)隨著電流逐漸變大，電抗逐漸變小，或者隨電流逐漸變小，電抗逐漸變大。
[0012]本實(shí)用新型是一種采用電機(jī)定轉(zhuǎn)子環(huán)形閉合磁路結(jié)構(gòu)，又同時(shí)應(yīng)用變壓器脈動電磁場感應(yīng)原理而構(gòu)成的串聯(lián)在電網(wǎng)或電源電路中的單相線性連續(xù)平滑可調(diào)的感應(yīng)可調(diào)電抗器。本實(shí)用新型采用了電機(jī)類產(chǎn)品的定子和轉(zhuǎn)子的環(huán)形磁路結(jié)構(gòu)，在定子和轉(zhuǎn)子槽中分別嵌入定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組，定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組形成串聯(lián)連接，但定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組可作相對0?180°電氣角位移，定轉(zhuǎn)子繞組串聯(lián)電抗即可實(shí)現(xiàn)最小至最大的連續(xù)變化調(diào)節(jié)。 這串聯(lián)感應(yīng)可調(diào)電抗串聯(lián)在電網(wǎng)電源或其它電路中，就能改變電源的輸出電抗，改變電源的短路電抗和短路容量，或可穩(wěn)定電源的輸出電壓，提高電源的抗負(fù)載干擾能力及抗短路能力。產(chǎn)品本身內(nèi)部磁路閉合，不會受外界電磁干擾。它屬于線性電抗，不對電源及其它電子設(shè)備產(chǎn)生任何電磁干擾。它可制成大電流小電抗到小電流大電抗變化的可調(diào)電抗器，也可制成限定最大通過電流的可調(diào)電抗器?！靖綀D說明】
[0013]圖1為單相可調(diào)電抗器繞組連接示意圖。
[0014]圖2為有效匝數(shù)相量合成示意圖。
[0015]圖3為單相可調(diào)電抗器二極并聯(lián)時(shí)的繞組連接示意圖。
[0016]圖4為單相可調(diào)電抗器四極并聯(lián)時(shí)的繞組連接示意圖。【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實(shí)例對本實(shí)用新型作詳細(xì)說明。
[0018]圖中D為單相定子繞組，Z為單相轉(zhuǎn)子繞組，Wz為轉(zhuǎn)子繞組有效匝數(shù)相量值，WD為定子繞組有效匝數(shù)相量值，WDZ為合成有效匝數(shù)相量值。
[0019]本實(shí)用新型直接應(yīng)用了現(xiàn)在已存在的感應(yīng)調(diào)壓器的大部分結(jié)構(gòu)，然而它的核心繞組的設(shè)計(jì)全部從滿足用戶串聯(lián)電抗參數(shù)為目標(biāo)。基于它采用電磁感應(yīng)的結(jié)構(gòu)原理及實(shí)際的串聯(lián)使用方式，故稱之為串聯(lián)型單相感應(yīng)可調(diào)電抗器。
[0020]本實(shí)用新型采用了電機(jī)類產(chǎn)品的定子和轉(zhuǎn)子的環(huán)形磁路結(jié)構(gòu)，在定子和轉(zhuǎn)子槽中分別嵌入單相定子繞組D與單相轉(zhuǎn)子繞組Z，并使二者串聯(lián)，如圖1所示，圖中黑點(diǎn)表示繞組的極性，圖中0表示單相定子繞組D與單相轉(zhuǎn)子繞組Z之間允許0?180°電氣角位移的軟連線。 盡管磁路由定子轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，但并未應(yīng)用電機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場感應(yīng)，它仍采用了變壓器類產(chǎn)品的脈動磁場來實(shí)施感應(yīng)。
[0021]它采用定子和轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，使得定子與轉(zhuǎn)子繞組的軸線及繞組有效匝數(shù)相量可以作相對0?180°的電氣角位移，如圖2所示。由圖2可知，合成有效匝數(shù)相量值WDZ的最大值為WD + Wz，WD為定子有效匝數(shù)相量值，Wz為轉(zhuǎn)子有效匝數(shù)相量值，而它的最小值為Wd-Wz，當(dāng)WD=Wz=W 時(shí)，在位移角￠=0?180°的變化條件下，合成有效匝數(shù)相量值就出現(xiàn)WDZ=0?2W的變化。[〇〇22]眾所周知，在一般情況下繞組的電抗值Xl與匝數(shù)的平方成正比，本實(shí)用新型正是利用了定轉(zhuǎn)子繞組D、Z在串聯(lián)狀態(tài)下，他們的合成有效匝數(shù)相量值WDZ可變可調(diào)的潛質(zhì)，使串聯(lián)電抗值的變化調(diào)節(jié)可以實(shí)現(xiàn)。
[0023]設(shè)計(jì)時(shí)按照要求使得定子繞組有效匝數(shù)相量值WD與轉(zhuǎn)子繞組有效匝數(shù)相量值Wz兩者相等(理論上不可能完全相等，實(shí)際只要盡量接近即可)，使得WD=Wz=W，接線時(shí)將轉(zhuǎn)子繞組Z的極性端連接至出線端A，將轉(zhuǎn)子繞組Z的另一端與定子繞組D的同名極性端相連，再將定子繞組D的另一端連接至出線端a，即完成接線。這樣串聯(lián)時(shí)的合成有效匝數(shù)相量值WDZ的位置將出現(xiàn)近似0?90°的變化。在電氣位移角￠=0?180°的范圍內(nèi)，合成有效匝數(shù)相量值WDZ的大小可由下式表示:WDZ=2WSin(￠/2 )，Aa兩端的串聯(lián)電抗值可歸納成下列公式來計(jì)算:XLAa= 4KLW2Sin2(f3/2)，式中f3=0~180° ;Kl為電抗系數(shù)，在￠=0°時(shí)純由定轉(zhuǎn)子的漏抗系數(shù)來確定，而在P=180°時(shí)應(yīng)由主磁通磁路的激磁電抗系數(shù)來確定，由于兩種狀態(tài)磁路中均有較大的氣隙成分，故均屬線性電抗。
[0024]本實(shí)用新型在具體實(shí)施時(shí)，首先應(yīng)加工能嵌入定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組的定子及轉(zhuǎn)子沖片，然后疊裝成定子和轉(zhuǎn)子鐵芯。設(shè)計(jì)疊片厚度應(yīng)考慮到定轉(zhuǎn)子鐵芯在最大磁通狀態(tài)下的磁通密度不會造成鐵耗過大和鐵芯過熱。[〇〇25]定轉(zhuǎn)子分別完成嵌接線后，可將轉(zhuǎn)子吊入定子鐵芯。此時(shí)既要保證轉(zhuǎn)子能靈活地調(diào)節(jié)0?180°的角位移，又要使轉(zhuǎn)子在0?180°任一點(diǎn)位置能穩(wěn)定制動，并能實(shí)現(xiàn)電動或手動調(diào)節(jié)操作，具體可采用帶有自鎖性能的蝸輪蝸桿減速傳動系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。轉(zhuǎn)子鐵芯和定子鐵芯間必須存在氣隙，以實(shí)現(xiàn)定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組的相對角位移，實(shí)現(xiàn)電抗值從最小至最大的調(diào)節(jié)。[〇〇26]定轉(zhuǎn)子繞組間的連線必須采用柔軟的線纜，它要保障0?180°調(diào)節(jié)時(shí)在最緊狀態(tài)不至于崩斷，且在最松狀態(tài)不至于觸碰其他構(gòu)件而損傷電氣絕緣。[〇〇27]本實(shí)用新型實(shí)施時(shí)，在電氣位移角￠=0°的狀態(tài)下，由于定子繞組WD和轉(zhuǎn)子繞組Wz極性相反，有效激磁匝數(shù)為〇,僅有漏電抗起限流作用，此時(shí)可得到定子繞組D和轉(zhuǎn)子繞組Z的最小串聯(lián)電抗，它取決于定子繞組D和轉(zhuǎn)子繞組Z的漏電抗之和；而在在電氣位移角￠=180° 的狀態(tài)下，由于定子繞組D和轉(zhuǎn)子繞組Z的有效激磁匝數(shù)最大，可得到定子繞組D和轉(zhuǎn)子繞組 Z的最大激磁電抗，相對而言，此時(shí)定子繞組D和轉(zhuǎn)子繞組Z的漏電抗已經(jīng)無足輕重。此時(shí)要保證通過額定電流，應(yīng)采用適當(dāng)?shù)亩ㄞD(zhuǎn)子氣隙來控制電抗值的大小，如客戶要求電氣位移角和180°達(dá)到更大電抗和較小電流，則可采用偏小的定轉(zhuǎn)子氣隙，具體可按用戶要求設(shè)計(jì)實(shí)施。因此定轉(zhuǎn)子氣隙除保障定轉(zhuǎn)子相對角位移外，也是保證電流值和電抗值大小的關(guān)鍵要素。通常地，定子鐵芯和轉(zhuǎn)子鐵芯件的氣隙為1?l〇mm為佳。
[0028]本實(shí)用新型實(shí)施時(shí)根據(jù)用戶的需求可有兩種模式，其一是始終能通過額定電流的串聯(lián)型可調(diào)電抗器，其二是大電流小電抗及小電流大電抗的串聯(lián)型可調(diào)電抗器，并且在調(diào)節(jié)方式上，可以從小電抗調(diào)至大電抗，也可相反從大電抗調(diào)至小電抗。一般情況下，后者的串聯(lián)電抗變化倍率將明顯大于前者。
[0029]本實(shí)用新型實(shí)施時(shí)為了提高通過的電流值，除了定子及轉(zhuǎn)子繞組本身采用二極并聯(lián)，如圖3所示外，還可采用多對極并聯(lián)，如圖4所示的四極并聯(lián)繞組連接示意圖。但是定轉(zhuǎn)子之間仍必須保持串聯(lián)連接關(guān)系。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種串聯(lián)型感應(yīng)可調(diào)電抗器，包括定子鐵芯和轉(zhuǎn)子鐵芯，其特征在于定子鐵芯的槽 和轉(zhuǎn)子槽內(nèi)分別嵌入單相定子繞組和單相轉(zhuǎn)子繞組，所述單相定子繞組和單相轉(zhuǎn)子繞組串 聯(lián)連接形成串聯(lián)型感應(yīng)可調(diào)電抗器。2.按權(quán)利要求1所述的串聯(lián)型感應(yīng)可調(diào)電抗器，其特征在于:所述轉(zhuǎn)子繞組的極性端連 接至所述可調(diào)電抗器的一個(gè)出線端，轉(zhuǎn)子繞組的另一端與定子繞組的同名極性端相連，所 述定子繞組的另一端連接至所述可調(diào)電抗器的另一出線端。3.按權(quán)利要求1所述的串聯(lián)型感應(yīng)可調(diào)電抗器，其特征在于:所述定子鐵芯和轉(zhuǎn)子鐵芯 之間設(shè)置有氣隙，且所述氣隙的大小為1?1〇_。4.按權(quán)利要求1所述的串聯(lián)型感應(yīng)可調(diào)電抗器，其特征在于:定子鐵芯和轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)分 別嵌入2N個(gè)單相定子繞組和2N個(gè)單相轉(zhuǎn)子繞組，所述2N個(gè)單相定子繞組串聯(lián)，所述2N個(gè)單 相轉(zhuǎn)子繞組串聯(lián)，所述串聯(lián)的2N個(gè)單相定子繞組和所述串聯(lián)的2N個(gè)單相轉(zhuǎn)子繞組串聯(lián)形成 串聯(lián)型感應(yīng)可調(diào)電抗器，其中N為自然數(shù)。5.按權(quán)利要求1所述的串聯(lián)型感應(yīng)可調(diào)電抗器，其特征在于:定子鐵芯和轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)分 別嵌入2N個(gè)單相定子繞組和2N個(gè)單相轉(zhuǎn)子繞組，所述2N個(gè)單相定子繞組并聯(lián)，所述2N個(gè)單 相轉(zhuǎn)子繞組并聯(lián)，所述并聯(lián)的2N個(gè)單相定子繞組和所述并聯(lián)的2N個(gè)單相轉(zhuǎn)子繞組串聯(lián)形成 串聯(lián)型感應(yīng)可調(diào)電抗器，其中N為自然數(shù)。6.按權(quán)利要求1所述的串聯(lián)型感應(yīng)可調(diào)電抗器，其特征在于:所述單相定子繞組和單相 轉(zhuǎn)子繞組之間可作相對0?180°電氣角位移。7.按權(quán)利要求1所述的串聯(lián)型感應(yīng)可調(diào)電抗器，其特征在于:所述串聯(lián)型感應(yīng)可調(diào)電抗 器內(nèi)電流恒定。8.按權(quán)利要求1所述的串聯(lián)型感應(yīng)可調(diào)電抗器，其特征在于:所述串聯(lián)型感應(yīng)可調(diào)電抗 器內(nèi)隨著電流逐漸變大，電抗逐漸變小，或者隨電流逐漸變小，電抗逐漸變大。
【文檔編號】H02P13/00GK205595199SQ201620341169
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年4月21日
【發(fā)明人】蔣光祖
【申請人】蔣光祖