[發明專利]一種軟特性電抗器

在審

• 申請號: 202011640361.4
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112635168A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 徐啟惠;曹仲飛;朱海超;王甫新;袁繼紅;曹雁然
• 申請（專利權）人: 上海意蘭可電力電子設備有限公司;浙江意蘭可電力電子科技有限公司
• 主分類號: H01F27/245
• 分類號: H01F27/245;H01F1/34
• 代理公司: 上海東創專利代理事務所(普通合伙) 31245
• 代理人: 郭薔

本發明涉及電力電子設備技術領域。其目的是提供一種軟特性電抗器，其電感量在一定范圍內是隨著電流的增加變小的，以適應電梯運行特點。一種新型的軟特性電抗器結構，包括：一個上鐵軛、一個下鐵軛和三個繞有線圈的鐵芯柱；每一鐵芯柱均包括：由硅鋼制成的第一鐵芯和第二鐵芯，第一鐵芯的磁導率高于第二鐵芯的磁導率，第且第一鐵芯和第二鐵芯上各自設有多個氣隙，線圈繞設在組裝在一起的第一鐵芯和第二鐵芯的外部形成所述繞有線圈的鐵芯柱；上鐵軛包括第一上鐵軛和第二上鐵軛，下鐵軛包括第一下鐵軛和第二下鐵軛；第一上鐵軛、第一下鐵軛和第一鐵芯是由相同的硅鋼材料制成，第二上鐵軛、第二下鐵軛和第二鐵芯是由相同的硅鋼材料制成。

技術領域

本發明涉及電力電子設備技術領域，具體來說，是涉及一種軟特性電抗器。

背景技術

目前的電梯設計大部分是設計成采用變頻調速技術，采用外加大功率制動電阻吸收制動能量的方法，浪費了大量電能，而如果采用全數字化PWM技術和雙向大功率DC/DC技術等新興技術，綜合節電率可以高達30％以上。整流/逆變濾波電抗器作為電梯儲能系統中的主要設備之一，其性能對電梯節能和電網電能質量有著重要的影響。

電梯運行時的負載率差別很大，這就要求電抗器在空載和滿載運行時，均要求具有較好的濾波性能。具體來說，就是在電梯空載運行，電流較小的時候，要求電感量較大。當電梯滿載運行，電流較大的時候，要求其電感量較小。也就是說，要求電抗器的電感量在一定范圍內，隨著電流的增加，電感量隨之變小。

研發滿足上述要求的電抗器，有利于電梯廠家發揮性能好、能耗低的優勢，有利于降低電梯運行成本，具有十分顯著的經濟效益，同時，可為社會各個領域提供穩定性電梯電源，促進電梯行業的發展，提高人們的生活質量，更好地服務社會。也有利于降低電梯行業的能源消耗量，進一步減少碳排放，創造更好的社會效益。

電感量正比于(n^2*S)，反比于(lfe/μfe+la/μa)。其中n＝線圈匝數，S＝鐵芯載面積，lfe＝鐵芯中的硅鋼磁路長度，μfe＝鐵芯的磁導率，la＝鐵芯中的氣隙長度，μa＝氣隙的磁導率。當鐵芯電抗器工作時，隨著電流大小的變化，鐵芯中的磁導率也是變化的。磁導率曲線是非線性的，由低到高，然后又變低。

現有的一般的鐵芯電抗器的電感特性，其曲線類似圖5中電感特性曲線L1：在一定的電流范圍內，電感量基本不變；當電流增加到某一個范圍時，因為鐵芯的磁通密度進入趨向飽和范圍，其磁導率快速下降了，電感量也快速下降；然后鐵芯的磁通密度處于飽和，電抗器的電感量保持在一個較小的范圍基本不變。

因此，現有的鐵芯電抗器不能很好地與電梯的運行特點匹配，采用現有的鐵芯電抗器，限制了電梯性能。

發明內容

本發明的目的是為了適應新的應用需要，提供一種軟特性電抗器，其電感量在一定范圍內是隨著電流的增加變小的，以適應電梯運行特點。

基于鐵芯電抗器的電感特性，本申請提出了一種新型的軟特性電抗器結構，包括：一個上鐵軛、一個下鐵軛和三個繞有線圈的鐵芯柱。每一鐵芯柱均包括：由硅鋼制成的具有磁導率高低差異的第一鐵芯和第二鐵芯，所述第一鐵芯的磁導率高于所述第二鐵芯的磁導率，所述第一鐵芯上設有多個第一氣隙，所述第二鐵芯上設有多個第二氣隙，所述第一鐵芯和第二鐵芯組裝在一起形成所述鐵芯柱，所述線圈繞設在所述鐵芯柱的外部形成所述繞有線圈的鐵芯柱。線圈的繞法采用本領域的常規繞法，接線也是采用本領域的常規接線方式。所述上鐵軛包括第一上鐵軛和第二上鐵軛，所述下鐵軛包括第一下鐵軛和第二下鐵軛，所述第一鐵芯設置在所述第一上鐵軛和第一下鐵軛之間，所述第二鐵芯設置在所述第二上鐵軛和第二下鐵軛之間。所述第一上鐵軛、第一下鐵軛和第一鐵芯是由相同的硅鋼材料制成，只是所述第一上鐵軛和第一下鐵軛上未設置氣隙；所述第二上鐵軛、第二下鐵軛和第二鐵芯是由相同的硅鋼材料制成，只是所述第二上鐵軛和第二下鐵軛上未設置氣隙。