[發(fā)明專利]高壓自耦磁控電抗器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610161097.3
• 申請日: 2016-03-21
• 公開（公告）號: CN105632730A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 袁佑新;王一飛;陳靜;付衛(wèi)平;吳澤昊
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學
• 主分類號: H01F29/14
• 分類號: H01F29/14;H01F27/30;H02P1/28
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王守仁

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電抗器，特別是涉及一種高壓自耦磁控電抗器。

背景技術(shù)

電動機作為將電能轉(zhuǎn)換成機械能的一種裝置，在各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計，電動 機消耗的電能約占全國用電量的60％～70％。按國家節(jié)能有關(guān)政策規(guī)定：大中型電動機優(yōu)先采 用6kV和10kV電壓等級的高壓電動機。故在目前的工業(yè)生產(chǎn)拖動或傳動中，高壓電動機正 越來越廣泛地得到應(yīng)用。但高壓電動機的起動，是其使用的一個瓶頸。大中型高壓電動機一 般采用降壓起動。

針對上述問題，本發(fā)明申請人先前申報的專利“高壓大功率電動機電磁耦合軟起動裝置 (ZL201520004778X)”和“高壓大功率電動機電磁耦合軟起動方法(201510002661.2)”，這 兩項專利能實現(xiàn)高壓大功率電動機的降壓、調(diào)壓、補償限流軟起動及電網(wǎng)動態(tài)無功補償，具 有結(jié)構(gòu)簡單、功能多樣、分時分布式復(fù)用、節(jié)約成本等優(yōu)點。但未對自耦磁變換器和電磁耦 合電抗變換器(簡稱“高壓自耦磁控電抗器”)提供實現(xiàn)方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的問題是：針對上述問題，提供一種高壓自耦磁控電抗器，通過將自耦 磁變換器和電磁耦合電抗變換器以某種形式組合起來構(gòu)成該電抗器，應(yīng)用于高壓大功率電動 機電磁耦合軟起動裝置來起動高壓電動機。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用以下的技術(shù)方案：

本發(fā)明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；當控制繞組開路時，公共繞組的電感量最大；當控制 繞組短路時，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。

本發(fā)明提供的高壓自耦磁控電抗器，其應(yīng)用于高壓大功率電動機電磁耦合軟起動裝置來 起動高壓電動機，使高壓電動機電壓從50％～70％的可調(diào)額定電壓平滑地上升到額定電壓，電 動機起動轉(zhuǎn)矩比同類產(chǎn)品高40～50％，產(chǎn)生的諧波低(THD≤3％)，滿足國家的諧波標準要 求。

本發(fā)明應(yīng)用于高壓大功率電動機電磁耦合軟起動裝置，起動高壓電動機，通過大量的應(yīng) 用實例(如鋼鐵廠風機、水泥廠磨機、煤礦的水泵)，其起動的電動機的電壓等級為3kV，6kV， 10kV，容量高達20MW，驗證了本發(fā)明的先進性，其與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下的優(yōu)點：

(1)能使高壓電動機電壓從50％～70％(可調(diào))額定電壓平滑地上升到額定電壓；

(2)電動機起動轉(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％)，滿足國家的諧波 標準要求；

(4)該起動裝置成本低，其價格約為進口變頻軟起動器(如西門子變頻軟起動器)的 1/5。

附圖說明

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。