高壓自耦磁控電抗器制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)是一種高壓自耦磁控電抗器，其結(jié)構(gòu)是：設(shè)有底板和在底板上固定裝有三組鐵芯，每組芯柱上從里到外依次套有控制繞組(8)、公共繞組(9)和串聯(lián)繞組(10)；控制繞組(8)與公共繞組(9)之間、公共繞組(9)與串聯(lián)繞組(10)之間均留有氣隙；所述的公共繞組和串聯(lián)繞組構(gòu)成自耦磁變換器，所述的公共繞組和控制繞組構(gòu)成電磁耦合電抗變換器。本發(fā)明專利技術(shù)應(yīng)用于高壓大功率電動(dòng)機(jī)電磁耦合軟起動(dòng)裝置來(lái)起動(dòng)高壓電動(dòng)機(jī)，使高壓電動(dòng)機(jī)電壓從50％～70％(可調(diào))額定電壓平滑地上升到額定電壓，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩比同類產(chǎn)品高40～50％，產(chǎn)生的諧波低(THD≤3％)，滿足國(guó)家的諧波標(biāo)準(zhǔn)要求，價(jià)格約為進(jìn)口變頻軟起動(dòng)器(如西門子變頻軟起動(dòng)器)的1/5。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種電抗器，特別是涉及一種高壓自耦磁控電抗器。
技術(shù)介紹
電動(dòng)機(jī)作為將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的一種裝置，在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，電動(dòng)機(jī)消耗的電能約占全國(guó)用電量的60％～70％。按國(guó)家節(jié)能有關(guān)政策規(guī)定：大中型電動(dòng)機(jī)優(yōu)先采用6kV和10kV電壓等級(jí)的高壓電動(dòng)機(jī)。故在目前的工業(yè)生產(chǎn)拖動(dòng)或傳動(dòng)中，高壓電動(dòng)機(jī)正越來(lái)越廣泛地得到應(yīng)用。但高壓電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)，是其使用的一個(gè)瓶頸。大中型高壓電動(dòng)機(jī)一般采用降壓起動(dòng)。針對(duì)上述問(wèn)題，本專利技術(shù)申請(qǐng)人先前申報(bào)的專利“高壓大功率電動(dòng)機(jī)電磁耦合軟起動(dòng)裝置(ZL201520004778X)”和“高壓大功率電動(dòng)機(jī)電磁耦合軟起動(dòng)方法(201510002661.2)”，這兩項(xiàng)專利能實(shí)現(xiàn)高壓大功率電動(dòng)機(jī)的降壓、調(diào)壓、補(bǔ)償限流軟起動(dòng)及電網(wǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能多樣、分時(shí)分布式復(fù)用、節(jié)約成本等優(yōu)點(diǎn)。但未對(duì)自耦磁變換器和電磁耦合電抗變換器(簡(jiǎn)稱“高壓自耦磁控電抗器”)提供實(shí)現(xiàn)方案。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的問(wèn)題是：針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種高壓自耦磁控電抗器，通過(guò)將自耦磁變換器和電磁耦合電抗變換器以某種形式組合起來(lái)構(gòu)成該電抗器，應(yīng)用于高壓大功率電動(dòng)機(jī)電磁耦合軟起動(dòng)裝置來(lái)起動(dòng)高壓電動(dòng)機(jī)。本專利技術(shù)解決其技術(shù)問(wèn)題采用以下的技術(shù)方案：本專利技術(shù)提供的高壓自耦磁控電抗器，其結(jié)構(gòu)是：設(shè)有底板和在底板上固定裝有三組鐵芯，每組芯柱上從里到外依次套有控制繞組、公共繞組和串聯(lián)繞組；控制繞組與公共繞組之間、公共繞組與串聯(lián)繞組之間均留有氣隙；所述的公共繞組和串聯(lián)繞組構(gòu)成自耦磁變換器，所述的公共繞組和控制繞組構(gòu)成電磁耦合電抗變換器。所述的三組鐵芯，分別是U相鐵芯、V相鐵芯和W相鐵芯，其上對(duì)應(yīng)套有結(jié)構(gòu)與接法完全一樣的U相繞組、V相繞組、W相繞組；各繞組的外部，向外均依次套有控制繞組、公共繞組和串聯(lián)繞組。所述的控制繞組，其2個(gè)端頭引出接線端頭；所述的公共繞組，其起始端引出接線端頭，其末端與串聯(lián)繞組的起始端引出接線端頭相連后再引出接線端頭；所述的串聯(lián)繞組，其末端引出接線端頭。所述的引出接線端頭，均包覆有絕緣層。所述的三組鐵芯，其材料均為冷軋無(wú)取向硅鋼片，干式。所述的控制繞組，公共繞組和串聯(lián)繞組均由鋁線繞成。在控制繞組與公共繞組之間、公共繞組與串聯(lián)繞組之間均留有1～2mm的氣隙，作為繞組纏繞裕度。所述的公共繞組與控制繞組共鐵軛，分別是電磁耦合電抗變換器的輔控繞組和主控繞組；主控繞組經(jīng)共軛鐵芯與輔控繞組耦合；當(dāng)控制繞組開路時(shí)，公共繞組的電感量最大；當(dāng)控制繞組短路時(shí)，公共繞組的電感量最小。所述的鐵芯柱，其上端和下端均裝有鋸齒狀的絕緣墊。本專利技術(shù)提供的高壓自耦磁控電抗器，其應(yīng)用于高壓大功率電動(dòng)機(jī)電磁耦合軟起動(dòng)裝置來(lái)起動(dòng)高壓電動(dòng)機(jī)，使高壓電動(dòng)機(jī)電壓從50％～70％的可調(diào)額定電壓平滑地上升到額定電壓，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩比同類產(chǎn)品高40～50％，產(chǎn)生的諧波低(THD≤3％)，滿足國(guó)家的諧波標(biāo)準(zhǔn)要求。本專利技術(shù)應(yīng)用于高壓大功率電動(dòng)機(jī)電磁耦合軟起動(dòng)裝置，起動(dòng)高壓電動(dòng)機(jī)，通過(guò)大量的應(yīng)用實(shí)例(如鋼鐵廠風(fēng)機(jī)、水泥廠磨機(jī)、煤礦的水泵)，其起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)的電壓等級(jí)為3kV，6kV，10kV，容量高達(dá)20MW，驗(yàn)證了本專利技術(shù)的先進(jìn)性，其與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下的優(yōu)點(diǎn)：(1)能使高壓電動(dòng)機(jī)電壓從50％～70％(可調(diào))額定電壓平滑地上升到額定電壓；(2)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩比同類產(chǎn)品高40～50％；(3)結(jié)構(gòu)上創(chuàng)新，控制繞組能抑制諧波，產(chǎn)生的諧波低(THD≤3％)，滿足國(guó)家的諧波標(biāo)準(zhǔn)要求；(4)該起動(dòng)裝置成本低，其價(jià)格約為進(jìn)口變頻軟起動(dòng)器(如西門子變頻軟起動(dòng)器)的1/5。附圖說(shuō)明圖1是鐵芯和繞組套裝后示意圖。圖2是高壓自耦磁控電抗器鐵芯繞組俯視圖。圖3是高壓自耦磁控電抗器鐵芯控制繞組、公共繞組與串聯(lián)繞組的接線示意圖。圖中：1.底板，2.U相鐵芯，3.V相鐵芯，4.W相鐵芯，5.U相繞組，6.V相繞組，7.W相繞組，8.控制繞組，9.公共繞組，10.串聯(lián)繞組，11.氣隙。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步說(shuō)明，但并不局限于下面所述內(nèi)容。本專利技術(shù)提供的高壓自耦磁控電抗器，通過(guò)將自耦磁變換器和電磁耦合電抗變換器以某種形式組合起來(lái)構(gòu)成該電抗器，應(yīng)用于高壓大功率電動(dòng)機(jī)電磁耦合軟起動(dòng)裝置來(lái)起動(dòng)高壓電動(dòng)機(jī)。所述某種形式是在底板上固定安裝有三組鐵芯，每組芯柱上從里到外依次套有控制繞組8、公共繞組9和串聯(lián)繞組10；控制繞組8與公共繞組9之間、公共繞組9與串聯(lián)繞組10之間均留有氣隙11。所述的公共繞組9和串聯(lián)繞組10構(gòu)成自耦磁變換器，所述的公共繞組9和控制繞組8構(gòu)成電磁耦合電抗變換器。所述的三組鐵芯，固定裝在底板1上(圖1)，這三組鐵芯分別是U相鐵芯2、V相鐵芯3和W相鐵芯4，同時(shí)對(duì)應(yīng)套有U相繞組5、V相繞組6、W相繞組7，其結(jié)構(gòu)與接法完全一樣。各繞組的外部，向外均依次套有控制繞組8、公共繞組9和串聯(lián)繞組10(圖2)。如圖3所示，所述的控制繞組8的2個(gè)端頭引出接線端頭。公共繞組9的起始端引出接線端頭，公共繞組9的末端與串聯(lián)繞組10的起始端引出接線端頭相連后再引出接線端頭，串聯(lián)繞組10的末端引出接線端頭。所有的引出接線端頭均包覆有絕緣層。所述的鐵芯材料為冷軋無(wú)取向硅鋼片，干式。所述的控制繞組8，公共繞組9和串聯(lián)繞組10均由鋁線繞成；控制繞組8與公共繞組9之間、公共繞組9與串聯(lián)繞組10之間均留有1～2mm(一般取值為1.36mm)的氣隙11，作為繞組纏繞裕度。所述的公共繞組9與控制繞組8共鐵軛，分別是電磁耦合電抗變換器的輔控繞組和主控繞組。主控繞組經(jīng)共軛鐵芯與輔控繞組耦合。所述的電磁耦合電抗變換器具有輔控繞組(公共繞組9)與主控繞組(控制繞組8)高壓隔離阻抗可變即通過(guò)改變磁控電抗器主控繞組阻抗達(dá)到改變輔控繞組阻抗的特征。當(dāng)控制繞組8開路時(shí)，其公共繞組9的電感量最大；當(dāng)控制繞組8短路時(shí)，其公共繞組的9電感量最小。所述的鐵芯柱上的上端和下端均安裝有絕緣墊，且為鋸齒狀。所述的鐵芯柱具有對(duì)稱的多個(gè)分段的1～2mm的氣隙。所述的磁控電抗器是一種電感元件，當(dāng)具有電感L的電抗器繞組中通以交流IL時(shí)，它就呈現(xiàn)電抗XL(XL＝2πfL)，并在磁控電抗器兩端產(chǎn)生電壓降UL。所述的磁控電抗器主要由繞組和帶有氣隙的鐵心組成，它的磁化特性基本上是線性的，故鐵心電抗器的電感值不取決外在的電壓和電流，而取決于自身繞組的匝數(shù)及繞組、鐵心、氣隙的尺寸。設(shè)磁控電抗器繞組的匝數(shù)為W1，通過(guò)的電流為I1，則繞本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
高壓自耦磁控電抗器，其特征是設(shè)有底板和在底板上固定裝有三組鐵芯，每組芯柱上從里到外依次套有控制繞組(8)、公共繞組(9)和串聯(lián)繞組(10)；控制繞組(8)與公共繞組(9)之間、公共繞組(9)與串聯(lián)繞組(10)之間均留有氣隙；所述的公共繞組(9)和串聯(lián)繞組(10)構(gòu)成自耦磁變換器，所述的公共繞組(9)和控制繞組(8)構(gòu)成電磁耦合電抗變換器。

【技術(shù)特征摘要】
1.高壓自耦磁控電抗器，其特征是設(shè)有底板和在底板上固定裝有三組鐵芯，每組芯
柱上從里到外依次套有控制繞組(8)、公共繞組(9)和串聯(lián)繞組(10)；控制繞組(8)
與公共繞組(9)之間、公共繞組(9)與串聯(lián)繞組(10)之間均留有氣隙；所述的公共繞
組(9)和串聯(lián)繞組(10)構(gòu)成自耦磁變換器，所述的公共繞組(9)和控制繞組(8)構(gòu)
成電磁耦合電抗變換器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓自耦磁控電抗器，其特征在于所述的三組鐵芯，分別
是U相鐵芯(2)、V相鐵芯(3)和W相鐵芯(4)，其上對(duì)應(yīng)套有結(jié)構(gòu)與接法完全一樣的
U相繞組(5)、V相繞組(6)、W相繞組(7)；各繞組的外部，向外均依次套有控制繞組
(8)、公共繞組(9)和串聯(lián)繞組(10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓自耦磁控電抗器，其特征在于所述的控制繞組(8)，
其2個(gè)端頭引出接線端頭；所述的公共繞組(9)，其起始端引出接線端頭，其末端與串聯(lián)
繞組(10)的起始端引出接線端頭相連后再引出接線端頭；所述的串聯(lián)繞組(10)，其末
端引出接線端頭。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓自耦磁控電抗器，其特征在于所述的引出接線端頭，
均包覆有絕緣層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓自耦磁控電抗器，其特征在...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：袁佑新，王一飛，陳靜，付衛(wèi)平，吳澤昊，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：武漢理工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：湖北;42