專利名稱：可控電抗器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可控電抗器，其至少包括管形鐵心，圍繞鐵心的主繞組和基本上沿軸向通過所述鐵心的控制繞組。
這種可控電抗器可以通過其主繞組被連接到任何電路例如電力線路中，從而為該電路提供電感，例如用于消除在電路中產(chǎn)生的高次諧波電流。通過改變?cè)谒隹刂评@組內(nèi)沿軸向通過鐵心的控制電流可以控制鐵心的導(dǎo)磁率因而控制電抗器的電感。通過使這種可控電抗器和電容器串聯(lián)可以獲得所謂的諧波濾波器，這例如通過本申請(qǐng)人的WO94/11891專利申請(qǐng)已經(jīng)公知了，其中通過控制電抗器的電感，對(duì)于某些頻率可以把阻抗控制為較低的值，從而消除例如頻率為網(wǎng)絡(luò)基波頻率的11倍的高次諧波。
通常交流電壓被連接到主繞組，但是也可以把疊加有交流電壓的直流電壓連接到主繞組，不過在這種情況下電抗器將只對(duì)交流電壓部分發(fā)生影響。在控制繞組流過的控制電流一般是直流電流，但也可以使用交流電流作為控制電流，并通過合適地控制這種交流控制電流可以消除在控制繞組中感應(yīng)的偶次電壓，該電壓在主繞組中產(chǎn)生諧波電流并在鐵心中產(chǎn)生損耗。
在已知的可控電抗器中，通過鐵心基本上沿軸向延伸的主磁通在鐵心和主繞組外面的空氣中閉合，從而形成空氣電抗器。但是這種電抗器的缺點(diǎn)是只能在相當(dāng)窄的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)電感，最多只能調(diào)節(jié)大約10％。這種電抗器的這樣窄的調(diào)節(jié)范圍極大地限制了它的應(yīng)用領(lǐng)域，因而主要用于諧波濾波器。
還已知有不帶控制繞組的可控電抗器，但這些電抗器在原理上可以認(rèn)為是固定的，但是通過間歇地把不同的這種電抗器連接在有關(guān)的電路中便可以為電路提供可控的電感。在按照這一原理工作的這種固定的電抗器中，其主要缺點(diǎn)是產(chǎn)生諧波或泛音，使得需要若干個(gè)濾波器組來消除產(chǎn)生的諧波，此外，這種電抗器必須被水冷的可控硅控制，因而控制設(shè)備昂貴。
本發(fā)明的目的在于提供一種在前言所述的那種可控的電抗器，其具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，并因而具有低的成本，同時(shí)功能可靠，并能夠在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)電感，以便相對(duì)于上述已知的電抗器拓寬這種可控電抗器的應(yīng)用領(lǐng)域。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的使這種可控電抗器具有由高導(dǎo)磁率的材料制成的軛。所述的軛被設(shè)置在鐵心的外面延伸，并且主繞組和鐵心一起對(duì)于在鐵心中由所述主繞組內(nèi)的電流產(chǎn)生的并基本上沿鐵心的軸向延伸的主磁通形成具有最小氣隙的閉合環(huán)路，并且控制繞組包括通過鐵心基本上沿軸向延伸的由高電導(dǎo)率材料制成的第一板。
由于控制繞組包括所述第一板，便能夠獲得低成本的控制繞組，此外，還能夠獲得電抗器的穩(wěn)定的機(jī)械結(jié)構(gòu)，使得可以使控制繞組處于主繞組外部的通路中，因此，按照本發(fā)明，可以設(shè)置通過鐵心使主磁通閉合的軛，在用這種方式對(duì)主磁通提供的環(huán)路中具有最小的空氣隙。在這種具有最小的氣隙的電抗器中，可以得到很高的可控性，因?yàn)榇鎯?chǔ)的能量的主要部分將處在具有低導(dǎo)磁率的材料內(nèi)，和大部分能量被存儲(chǔ)在空氣中的不能被調(diào)節(jié)的所謂的空氣電抗器相比，可以容易地被調(diào)節(jié)。在按照本發(fā)明的電抗器中，和在前言中所述的已知的電抗器相比，本發(fā)明的電抗器可以在相當(dāng)大的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，例如可以調(diào)節(jié)5倍或更多?！靶〉目諝庀丁北欢x為，相對(duì)于鐵心壁的厚度空氣隙是小的，從而可以避免渦流損失。當(dāng)不需要電抗器的電感高度可調(diào)時(shí)，可以在鐵心中分布許多小的空氣隙，因?yàn)橛眠@種方式可以節(jié)省許多鐵，并降低整個(gè)電抗器的成本。不過，當(dāng)氣隙最小時(shí)可以得到最大的可控性。
這種電抗器的一種可能的應(yīng)用領(lǐng)域是將其連接在具有高的內(nèi)部電容的交流電壓電力線中，例如電纜網(wǎng)絡(luò)中。通過間歇地接入這種電抗器，可以附加所需數(shù)量的電感，使得電力線的電抗可以減少，從而可以通過線路更有效地輸送能量。
按照本發(fā)明的最佳實(shí)施例，控制繞組還包括在鐵心和主繞組外部延伸的并由高電導(dǎo)率的材料制成的第二板，所述第二板和所述第一板電氣相連，并用于和第一板一道形成通過鐵心在第一板中的電流的閉合環(huán)路。利用這種控制繞組結(jié)構(gòu)，形成非常穩(wěn)定的機(jī)械結(jié)構(gòu)，使得在使用的時(shí)間內(nèi)其功能穩(wěn)定而可靠，并且制造簡(jiǎn)單，成本低。
按照本發(fā)明的另一個(gè)最佳實(shí)施例，第一板被設(shè)置在板的不同的組件中，在組件中板的大的平面彼此相對(duì)地被壓在一起，所述組件具有一個(gè)或幾個(gè)板，并且這些板組件具有基本相同的截面。具有一個(gè)并且相同厚度的板可被用來得到電導(dǎo)體，這些電導(dǎo)體由板組件構(gòu)成，用于控制通過具有基本相同截面的鐵心的控制電流，使得在每個(gè)導(dǎo)體中產(chǎn)生不會(huì)引起局部過熱的熱損失。
按照上述實(shí)施例的進(jìn)一步研究，板組件沿垂直于第一板的大的平面朝向鐵心的中心的鐵心的徑向具有減小的厚度，用于獲得鐵心內(nèi)部空間的最大的填充。通過控制繞組的這種設(shè)計(jì)，即在沿平行于鐵心的徑向的控制板的大的平面方向的控制板的厚度的減小，可以獲得鐵心內(nèi)部空間的最大的填充，從而得到電抗器的好的可控性。
按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，軛包括被設(shè)置在鐵心的每一端基本上相互平行地延伸的板，所述的板沿平行于由鐵心的半徑和鐵心的軸線限定的平面具有大的平面，所述的軛板具有位于各個(gè)鐵心端部附近的邊緣，從而接收來自其中基本上沒有氣隙的鐵心的主磁通，并且所述第二控制板被設(shè)置在被并排設(shè)置的軛板之間的空間內(nèi)，并在空間內(nèi)具有和軛板基本相同的方向，使得軛板和這些控制板形成夾層結(jié)構(gòu)。這一實(shí)施例是非常有利的，因?yàn)檐棸寤旧舷嗷テ叫械匮由?，不受包括在控制繞組內(nèi)的第二控制板的任何實(shí)際的干擾，使得可以基本上蓋住主磁通要被蓋住的整個(gè)區(qū)域，使得不需要交叉磁通板，并避免磁軛的交叉磁化和由此而引起的渦流損失。借助于控制繞組的所述的板是由低導(dǎo)磁率材料制成的這個(gè)事實(shí)，即具有高的磁阻，用這種方式，可以使和軛板垂直的磁阻很高，從而阻止控制磁通從鐵心出來而進(jìn)入鐵心端部的磁軛。在磁軛中的控制磁通將使其導(dǎo)磁率變差，因而使損耗增加。
按照本發(fā)明的另一個(gè)最佳實(shí)施例，所述第二控制板被設(shè)置具有基本上和第一控制板的大的平面平行的大的平面，并且每個(gè)控制板組件的至少第一控制板被設(shè)置從鐵芯伸出超過最靠近鐵心的各個(gè)第二控制板的邊緣，從而在支撐狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)電接觸。用這種方式，可以容易地形成控制繞組的穩(wěn)定的閉合回路。
按照本發(fā)明的另一個(gè)最佳實(shí)施例，電抗器旨在連接于三相交流網(wǎng)絡(luò)中，它對(duì)于每個(gè)要連接的相具有一個(gè)鐵心和一個(gè)主繞組。這種電抗器是尤其有利的，因?yàn)橥ㄟ^交流主磁通在控制繞組中感應(yīng)的電壓相互抵銷，從而避免在網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生諧波和在鐵心中產(chǎn)生損耗。
按照本發(fā)明的另一個(gè)最佳實(shí)施例，電抗器具有用于連接多相交流網(wǎng)絡(luò)的磁軛，其為通過所有鐵心的主磁通共用，并使所述主磁通閉合，并形成所有鐵心之間的主磁通通路。這對(duì)于使主磁通保持在具有高導(dǎo)磁率的部件(磁軛和鐵心)內(nèi)是重要的，因?yàn)榻?jīng)過鐵心的主磁通必須能夠分布在其它的鐵心上，并在任何時(shí)刻，主磁通之和為0。
按照本發(fā)明的另一個(gè)最佳實(shí)施例，每個(gè)鐵心的控制繞組通過所述第二控制板和相鄰鐵心的控制繞組進(jìn)行電連接，并且位于最外面的兩個(gè)鐵心的控制繞組通過所述控制板也和每個(gè)第三控制板的一個(gè)外柱實(shí)現(xiàn)電連接，同樣第一控制板把在鐵心的一端的第二控制板和在鐵習(xí)的另一端的第二控制板相連。通過這樣設(shè)置一個(gè)具有3個(gè)控制板的外柱，便可以容易地實(shí)現(xiàn)使控制電流通過在所有鐵心內(nèi)的所有第一控制板，這種方案的優(yōu)點(diǎn)由權(quán)利要求19限定。
由下面的說明和其它從屬權(quán)利要求可以看出其它優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)。
下面參照附圖作為例子說明本發(fā)明的最佳實(shí)施例。
附圖中

圖1是按照本發(fā)明的第一最佳實(shí)施例的要被連接到三相交流網(wǎng)絡(luò)中的可控電抗器的簡(jiǎn)化的局部載面圖；圖2是按照?qǐng)D1的電抗器的簡(jiǎn)化頂視圖；圖3是從上方說明按照?qǐng)D1和圖2的通過一個(gè)鐵心的夾層結(jié)構(gòu)的磁軛和控制繞組的結(jié)構(gòu)的局部放大示意圖；圖4是按照?qǐng)D1和圖2的電抗器的部分的頂視圖，為簡(jiǎn)化起見，磁軛被省略了；圖5是通過按照?qǐng)D1的電抗器的鐵心的簡(jiǎn)化的稍微放大的縱剖面圖；圖6說明在按照?qǐng)D1的電抗器中第一和第二控制板是如何連接的；圖7說明為了獲得所示的控制電流通路，按照?qǐng)D1的電抗器的控制板是如何連接的；圖8是按照本發(fā)明的第二最佳實(shí)施例的用于連接三相交流網(wǎng)絡(luò)的電抗器的相應(yīng)于圖1的圖；圖9是按照?qǐng)D8的電抗器的相應(yīng)于圖2的圖，不過，為了說明方便，控制繞組被省略了；圖10是按照本發(fā)明的第三最佳實(shí)施例的電抗器的簡(jiǎn)化的透視圖，其適用于和一相交流電壓相連，圖中控制繞組被省略了，為了更好地說明電抗器的結(jié)構(gòu)；圖11是相應(yīng)于圖7的圖，說明控制繞組的控制板相互交替地連接，以便獲得所示的電流通路；以及圖12是頂視圖，說明在按照?qǐng)D11的控制板的連接中控制繞組是如何通過一個(gè)鐵心的。
圖1示意地表示的電抗器適用于連接在三相交流網(wǎng)絡(luò)中，現(xiàn)在同時(shí)參照?qǐng)D2說明其結(jié)構(gòu)。其具有示意地表示的3個(gè)主繞組1，每個(gè)主繞組被繞在距未示出的載體，例如電絕緣材料制成的圓柱體的外面一定距離的層中。每個(gè)這種主繞組和所述交流網(wǎng)絡(luò)中的一相相連，并具有被連接于高電位的上端部，其中電壓沿著朝向圖1中的下端的方向降落，圖1的下端為地電位，但也可以不處于地電位。在各個(gè)主繞組的內(nèi)部且與其同軸地相距間隔2設(shè)置有利用高導(dǎo)磁率材料例如鐵制成的鐵心3。控制繞組4由多個(gè)單獨(dú)部分控制繞組構(gòu)成并以下面要說明的方式制成，基本上軸向地通過各個(gè)鐵心?？刂评@組以下面要說明的方式形成一個(gè)環(huán)路?？刂评@組4和一電壓相連，其通常是直流電壓，但也可以是交流電壓，該電壓在控制繞組內(nèi)產(chǎn)生電流。在主繞組內(nèi)的交流電流產(chǎn)生主磁通，其基本上軸向地通過鐵心，同時(shí)在控制繞組4中的控制電流產(chǎn)生方向和主磁通相切且橫向的磁通，用這種方式，減少主繞組產(chǎn)生的縱向磁通的導(dǎo)磁率。通過增加控制繞組4中的電流，鐵心的導(dǎo)磁率可以減少，從而減少電抗器的電感。這是這種可控電抗器的主要工作原理。該原理是公知的，本發(fā)明的特點(diǎn)是，如何構(gòu)成這種電抗器使得這種可控性成為可能，現(xiàn)在參照附圖對(duì)此進(jìn)行說明。首先回憶一下由于橫向通過金屬物體的表面而在每單位體積產(chǎn)生的功率和垂直于流動(dòng)方向測(cè)量的物體的厚度的平方成正比，這便是利用非常薄的板通過多匝繞制而制成鐵心3的原因，但這在圖中無法看出。例如，此處也可以認(rèn)為，控制電流為100-500A的直流，同時(shí)主繞組的高電位端可以連接到400kV的電壓上。具有這樣高的直流電流的可控電抗器容易引起對(duì)鐵心內(nèi)的磁通實(shí)現(xiàn)控制的問題，并不在另一個(gè)地方通過直流，下面將說明這是如何解決的。
控制繞組4包括由導(dǎo)電性好的材料，最好是銅制成的第一板，其被分為若干個(gè)組件5，每個(gè)組件由幾個(gè)薄板6在使其大的平面相互電接觸狀態(tài)下壓制而成，如圖4所示。這些第一板基本上軸向地通過各個(gè)鐵心，并使其大的平面基本上相互平行，并且通過由電絕緣材料制成的合適的隔離件7使每個(gè)組件和相鄰的組件以及鐵心3電絕緣。板組件6的在鐵心3內(nèi)部延伸的部分具有基本相同的截面，因?yàn)樗鼈儽仨毻ㄟ^大小相同的控制電流，這使得在各個(gè)組件內(nèi)產(chǎn)生的熱幾乎相同，從而保證對(duì)每個(gè)組件的冷卻。在板組件中的相同的電流密度使得最好地利用材料，從而可以保持低的成本。圖4說明不同的板組件5的厚度沿著鐵心的半徑方向垂直于第一板的大的平面逐漸減小，以便獲得鐵心內(nèi)部空腔的最大填充，用這種方式，可以獲得60％數(shù)量級(jí)的鐵心內(nèi)部空腔的填充系數(shù)。
圖6示意地說明通過鐵心延伸的控制板組件6是如何和作為控制繞組的一部分的第二板8相連的，第二板8也由電導(dǎo)率好的材料制成，最好由和第一控制板相同的材料制成，并具有相同的厚度。第二控制板8在鐵心和主繞組外面延伸，基本上垂直于鐵心軸線，其大的平面基本上平行于第一控制板6的大的平面。至少一個(gè)第一控制板6’被設(shè)置從鐵心經(jīng)過最接近于各個(gè)第二控制板的鐵心的邊緣9伸出，使得處于支撐狀態(tài)，從而建立電接觸。需要說明，在說明鐵心中的控制板組件5的圖6中，為了簡(jiǎn)化只示出了從鐵心伸出的4個(gè)板和2個(gè)板6’,6”，但實(shí)際上在圖中所示的板的每個(gè)元件由相互疊放的幾個(gè)板構(gòu)成。因而，第二板8也可以被設(shè)置在組件10中，如圖6所示，其中設(shè)置兩個(gè)這種板彼此相對(duì)。圖6說明，第二板的組件10的厚度小于第一控制板的組件5的厚度，這是為了形成第二控制板的相鄰的組件10之間的空間11(見圖4)所需要的，其理由在下面說明。這樣，就完全可以使得第二控制板的所示組件的截面小于第一控制板的組件5的截面，因?yàn)楹丸F心的內(nèi)部相比，由于控制電流而產(chǎn)生的較多的熱量釋放可以被容納在位于鐵心外部的控制繞組的這些部分中，這是由于鐵心外部的部分更容易冷卻。為了能夠在沒有從組件10伸出的組件5中的這些控制板6(在圖6中是2個(gè))通過電流，在其上邊緣和板6”的上方提供沒有示出的焊縫，以便使其通過電流。
圖4說明第一控制板的組件5是如何分成兩組12和13的，它們由沿著垂直于其大的平面延伸的空間14相互分開。設(shè)置這一空間是為了借助于在其中通過冷卻介質(zhì)對(duì)控制繞組通過好的冷卻，例如油冷，風(fēng)冷等(可見圖5中的箭頭)。第二控制板的各個(gè)組件10在其一端，只和屬于兩組之一的第一控制板相連，并且只延伸到所示空間14。用這種方式，每個(gè)鐵心的控制繞組被設(shè)置通過和相鄰鐵心的控制繞組電連接的第二板8的組件10，即通過那個(gè)鐵心的第一板6的組件，位于最外面的兩個(gè)鐵心的控制繞組通過所述的組件10也和每個(gè)第三控制板17的外柱15,16電氣相連(見圖1)，第三控制板17沿著和第一控制板相應(yīng)的路線延伸，并在鐵心的一端使第二控制板和在鐵心的另一端的第二控制板相連。第三控制板也被設(shè)置在由一個(gè)或幾個(gè)薄板構(gòu)成的組件中，其相互電氣絕緣，這種組件的數(shù)量和第二控制板的組件的數(shù)量一樣多。
第一、第二和第三控制板的不同的組件被這樣相互連接，使得從外柱的第一15，在此處控制繞組和控制電壓相連，到位于最靠近的鐵心的第一控制板并回到外柱形成電流通路，這樣使該鐵心的一個(gè)控制板組12的所有第一控制板通過多次，然后回到相鄰的第二鐵心，從而通過該鐵心的第一控制板和相鄰的第三鐵心的第一控制板形成環(huán)路而通過多次，使得通過第二和第三鐵心的一個(gè)控制板組的所有第一控制板，直到到達(dá)第二外柱16并回到第一外柱，同時(shí)通過各個(gè)鐵心的第二控制板組13的所有第一控制板。這樣，利用簡(jiǎn)單的裝置通過和控制電壓源的單獨(dú)連接可以控制所有3個(gè)鐵心的導(dǎo)磁率，從而控制其電感。
軛板18或這種軛板的組件被設(shè)置在相鄰控制板組件10之間的空間11中，所述軛板由高導(dǎo)磁率材料制成，最好是鐵，并且從一個(gè)外鐵心向另一個(gè)外鐵心延伸。這樣，軛板和控制板組件10形成夾層結(jié)構(gòu)，如圖3所示。因而，空間11被這樣提供，使得那個(gè)在其中設(shè)置這些軛板，在圖4中這些軛板被省略了。所述軛板18也沿著垂直于組件的第二控制板的外部的板的大的平面的方向被設(shè)置，如圖2所示，并且位于此處的軛板19之間沒有任何空間。這樣，軛板被設(shè)置用于至少基本上蓋住鐵心的整個(gè)截面和鐵心與主繞組之間的空間2。這一確定旨在包括所述的情況，即軛板被設(shè)置使得其間具有某個(gè)空間，第二控制板的組件10位于所述空間內(nèi)。這樣，實(shí)際上在軛板18厚度和第二控制板的組件10之間可以具有和圖3所示的關(guān)系不同的另一種關(guān)系。在軛板18和相鄰的控制板組件10之間設(shè)置有絕緣層20。
圖5說明第二控制板8是如何被設(shè)置的，從而具有最靠近各個(gè)鐵心端部并和所述鐵心有一定距離的邊緣9，用于從鐵心的內(nèi)部并在鐵心的端部沿其徑向通過冷卻介質(zhì)例如空氣、油等，如箭頭所示，同時(shí)軛板18通過最靠近鐵心3的邊緣21從鐵心3延伸一個(gè)很小的距離，以便獲得其間的最小的氣隙22。
不同的鐵心通過軛板18、19相互進(jìn)行磁連接，在各個(gè)鐵心3內(nèi)形成的縱向主磁通可以通過這些軛板和電抗器中的其它鐵心以基本上沒有空氣隙的路徑閉合，使得電抗器中的能量的主要部分被存儲(chǔ)在這“鐵”內(nèi)，從而可以在寬的范圍內(nèi)控制電抗器的電感，其可控性達(dá)到5倍是容易的。在第二板10的組件的正下方的各個(gè)鐵心3的主磁力線必須略微彎曲，以便進(jìn)入最接近鐵心的軛板，這在某種程度上引起磁力線的集中，不過，這是一個(gè)小問題。由于具有高磁阻的第二控制板的組件10被設(shè)置在這種組件所在的軛板之間，在鐵心中通過的交叉控制磁通被有效地阻止進(jìn)入或多或少地和其垂直地延伸的軛板，然后向下再次進(jìn)入鐵心，使得有效地避免控制磁通使磁軛磁化而使其導(dǎo)磁率變差。
軛板18,19除去各個(gè)整個(gè)的鐵心之外，還蓋住主繞組和鐵心之間的空間2，以便吸收其中存在的漏磁通，按照?qǐng)D1的電抗器的主要優(yōu)點(diǎn)如下1．不需要交叉磁通板用于吸收來自各個(gè)整個(gè)鐵心的以及位于鐵心和主繞組之間空間的磁通，這導(dǎo)致成本降低。
2．控制電流不會(huì)使磁軛發(fā)生交叉磁化，交叉磁化會(huì)在軛中產(chǎn)生磁滯損失和渦流損失。
3．可以降低控制繞組的生產(chǎn)成本，并且這里著重指出，雖然此處叫做繞組，但是所涉及的控制板組件是具有相當(dāng)剛性的物體。
4．結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定。
5．在和三相交流網(wǎng)絡(luò)相連的這種電抗器中，由在主繞組內(nèi)的主電壓感應(yīng)的控制繞組中的電壓相互抵銷。
按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的電抗器如圖8和9所示，其結(jié)構(gòu)在很大程度上和圖1-7所示的電抗器的結(jié)構(gòu)相同，因此這里只說明其間的主要區(qū)別。在這電抗器中，和圖1-7所示的電抗器相同的部件用相同的標(biāo)號(hào)表示。該電抗器和圖1所示的電抗器的區(qū)別在于，在圖9中未示出的第二板8位于鐵心的內(nèi)部空間23正上方的區(qū)域內(nèi)，雖然沒有縱向軛板，但軛板19只位于第二控制板組8的兩側(cè)。這又意味著，縱向軛板將不蓋住各個(gè)整個(gè)鐵心和主繞組與各個(gè)鐵心之間的空間，以便接收來自各個(gè)鐵心端部的主磁通，因此，設(shè)置橫軛板24比縱向軛板19更靠近鐵心，并至少基本上在各個(gè)鐵心端部蓋住整個(gè)鐵心，用于使主磁通從鐵心到達(dá)縱向軛板19。這種電抗器的功能和第一實(shí)施例的基本相同，但是和第一實(shí)施例相比其缺點(diǎn)在于，交叉磁通軛板24可以使控制磁通的一部分進(jìn)入其中，使得通過控制電流使磁軛發(fā)生縱向磁化和交叉磁化。磁軛可能因此而飽和，因而增加鐵心損耗。
此外，按照?qǐng)D10所示的本發(fā)明的第三實(shí)施例的電抗器，其旨在和一相電壓相連，并具有4個(gè)基本上為U形的軛件25，相互成90度設(shè)置，并使主磁通在各個(gè)鐵心端部閉合。這些為鐵心的內(nèi)部空間23留下一個(gè)開口，用于在其間通過沒有示出的控制繞組。通過設(shè)置具有空氣隙26的軛件25，由于來自鐵心的控制磁通進(jìn)入軛件，從而減少控制電流對(duì)“鐵”的導(dǎo)磁率的影響，這是有利的。
圖11說明和圖7所示的不同的另一種控制繞組。電流通過每個(gè)鐵心28,29,30流經(jīng)所有的匝，其路徑是，從一個(gè)單一的外柱27到最遠(yuǎn)的第三鐵心30，然后電流直接回到外柱27的電源電壓的有關(guān)接點(diǎn)。圖12簡(jiǎn)單地示出了第一鐵心是如何實(shí)現(xiàn)的。在由控制板組件構(gòu)成的半個(gè)控制繞組之間沒有橫向空間，而只有縱向空間31，用于接收在控制板組件5之間的軛板。只用直線示出了縱向控制板組件10，但它們具有和圖6所示的組件相同的結(jié)構(gòu)。
當(dāng)然，本發(fā)明不限于上述的最佳實(shí)施例，顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以作出各種改型。
例如，作為這種改型的一個(gè)例子，包括在電抗器中的不同部件的相互尺寸可以在寬的范圍內(nèi)改變。
還要說明的是，電抗器可以制成和附圖中所示的相數(shù)不同的相數(shù)。
權(quán)利要求
1．一種可控電抗器，至少包括管形鐵心(3)，圍繞所述鐵心的主繞組(1)和基本上沿軸向通過所述鐵心的控制繞組(4)，其特征在于，還包括由具有高導(dǎo)磁率材料制成的磁軛(18,19,24,25)，其被設(shè)置在鐵心和主繞組的外面延伸，和鐵心一起形成具有至多小的空氣隙的環(huán)路，用于通過由所述主繞組內(nèi)的電流在鐵心中產(chǎn)生的基本上沿鐵心的軸向延伸的主磁通，并且控制繞組包括通過鐵心基本上沿軸向延伸的并且由導(dǎo)電性好的材料制成的第一板(6)。
2．如權(quán)利要求1所述的電抗器，其特征在于，控制繞組還包括在鐵心和主繞組的外面延伸的并由導(dǎo)電性好的材料制成的第二板(8)，所述板和所述第一板(6)電氣相連，并共同形成閉合環(huán)路，用于通過鐵心在第一板內(nèi)流動(dòng)的電流。
3．如權(quán)利要求1或2所述的電抗器，其特征在于，所述的板(6,8)由銅制成。
4．如權(quán)利要求1-3任何一個(gè)所述的電抗器，其特征在于，所述第一板(6)通過鐵心延伸，其大的平面基本上相互平行。
5．如權(quán)利要求1-4任何一個(gè)所述的電抗器，其特征在于，所述第一板(6)被分成多個(gè)組件(5)，每個(gè)組件由大的平面被壓在一起而相互電接觸的若干個(gè)薄板構(gòu)成。
6．如權(quán)利要求1-5任何一個(gè)所述的電抗器，其特征在于，第一板(6)被設(shè)置在不同的其大的平面相互接觸而被壓緊的板的組件(5)中，所述組件具有一個(gè)或幾個(gè)板，這些板組件具有基本相同的截面。
7．如權(quán)利要求4或6所述的電抗器，其特征在于，板組件具有沿著垂直于第一板的大的平面的鐵心的徑向朝向鐵心的中心而減少的厚度，使得獲得鐵心內(nèi)部空間的最大填充。
8．如權(quán)利要求2或權(quán)利要求2或前面任一權(quán)利要求所述的電抗器，其特征在于，磁軛包括板(18)，所述板在鐵心的每個(gè)端部基本上相互平行地延伸，并且其大的平面和由鐵心(3)的半徑與鐵心軸線限定的平面平行，所述軛板具有位于各個(gè)鐵心端部附近的邊緣(21)，使得用于接收來自鐵心的主磁通而基本上沒有明顯的空氣隙，并且所述第二控制板(8)被設(shè)置在并列設(shè)置的軛板之間的空間內(nèi)，并在空間內(nèi)和軛板具有基本相同的方向，使得軛板和這些控制板形成夾層結(jié)構(gòu)。
9．如權(quán)利要求1-8任何一個(gè)所述的電抗器，其特征在于，所述控制繞組的板(6,8)是由低導(dǎo)磁率的材料制成的。
10．如權(quán)利要求8所述的電抗器，其特征在于，設(shè)置有磁軛(18,19,24,25)，用于至少基本上蓋住鐵心的整個(gè)截面和鐵心與在每個(gè)鐵心端部的主繞組之間的空間。
11．如權(quán)利要求2或5所述的電抗器，其特征在于，所述第二控制板(8)被這樣設(shè)置，其大的平面基本上和第一控制板(6)的大的平面平行，并且每個(gè)控制板組件的至少一個(gè)第一控制板(6’,6”)被這樣設(shè)置，使其經(jīng)過最靠近鐵心的各個(gè)第二控制板(8)的邊緣(9)從鐵心伸出，從而實(shí)現(xiàn)電接觸，同時(shí)建立支撐。
12．如權(quán)利要求2或權(quán)利要求2或前面任一權(quán)利要求所述的電抗器，其特征在于，所述第二控制板(8)具有邊緣(9)，所述邊緣的位置最接近各個(gè)鐵心端部，并離開該鐵心端部一定距離，用于從鐵心內(nèi)部在所述鐵心端部徑向向外通過冷卻介質(zhì)。
13．如權(quán)利要求1-12所述的電抗器，其特征在于，所述電抗器旨在連接在多相交流網(wǎng)絡(luò)中，并具有用于連接每相的一個(gè)鐵心(3)和一個(gè)主繞組(1)。
14．如權(quán)利要求13所述的電抗器，其特征在于，所述電抗器包括3個(gè)主繞組，用于連接三相交流網(wǎng)絡(luò)。
15．如權(quán)利要求13或14所述的電抗器，其特征在于，所述電抗器包括磁軛(18,19,24)，所述磁軛為主磁通共用，并通過所有鐵心(3)使主磁通閉合，并在所有鐵心之間形成主磁通通路。
16．如權(quán)利要求13-15任何一個(gè)所述的電抗器，其特征在于，鐵心(3)被并排地設(shè)置成一行，并且所述第一板(6)的大的平面基本上和所述的一行平行。
17．如權(quán)利要求2或權(quán)利要求2和權(quán)利要求1-7,9或11-16的任何一個(gè)權(quán)利要求所述的電抗器，其特征在于，所述第二控制板(8)被這樣設(shè)置，使其基本上相互平行地在鐵心的內(nèi)部空間(23)的上方延伸，并且所述磁軛具有第一部分(19)，其延伸方向和被設(shè)置在整組第二控制板的兩側(cè)的第二控制板平行，從而蓋住此處的鐵心，并且包括第二軛部分(24)，其垂直于第一部分延伸，并且比第一軛部分距離鐵心較近，并至少基本上蓋住各個(gè)鐵心端部的整個(gè)鐵心，從而把來自鐵心的主磁通引向第一軛部分。
18．如權(quán)利要求13-16所述的電抗器，其特征在于，每個(gè)鐵心的控制繞組通過所述第二控制板(8)和相鄰鐵心的控制繞組電氣相連，并且位于最外的兩個(gè)鐵心的控制繞組通過所述控制板(8)也和每個(gè)第三控制板(17)的一個(gè)外柱(15,16)電氣相連，同樣，第一控制板(6)把在鐵心的一端的第二控制板和在鐵心的另一端的第二控制板相連。
19．如權(quán)利要求18所述的電抗器，其特征在于，第一控制板設(shè)置成兩組(12,13)，它們由垂直于所述控制板的大的平面延伸的空間(14)相互分開，并且各個(gè)第二控制板(8)在各自端部只和屬于兩組之一的第一控制板相連，并且由此只向所述空間延伸，并且第一、第二和第三控制板被如此相互連接，使得從外柱的第一個(gè)(15)到最接近外柱的鐵心的第一控制板并回到外柱迂回多次而形成電流通路，使得先通過鐵心的一個(gè)控制板組(12)的所有第一控制板，然后進(jìn)而到達(dá)相鄰的第二鐵心，以便通過該鐵心的第一控制板和相鄰的第三鐵心的第一控制板或第二外柱的第三控制板進(jìn)行迂回，如果電抗器只包括兩個(gè)鐵心，則迂回多次，使得先通過第二和第三鐵心的一個(gè)控制板組的所有第一控制板(6)，繼續(xù)迂回直到達(dá)到第二外柱(16)，然后回到第一外柱，同時(shí)以相應(yīng)的方式通過各自鐵心的第二控制板組(13)的所有的控制板。
全文摘要
一種可控電抗器,至少包括管形鐵心(3),圍繞所述鐵心的主繞組(1)和基本上沿軸向通過所述鐵心的控制繞組(4),還包括由具有高導(dǎo)磁率材料制成的磁軛(19),其被設(shè)置在鐵心和主繞組的外面延伸,和鐵心一起形成具有至多是小空氣隙的環(huán)路,用于通過由所述主繞組內(nèi)的電流在鐵心中產(chǎn)生的基本上沿鐵心的軸向延伸的主磁通。控制繞組包括通過鐵心基本上沿軸向延伸的并且由導(dǎo)電性好的材料制成的第一板(6)。
文檔編號(hào)H01F29/00GK1219275SQ97194849
公開日1999年6月9日 申請(qǐng)日期1997年5月16日 優(yōu)先權(quán)日1996年5月23日
發(fā)明者S·瓦爾德馬松, L·利爾杰斯特蘭, E·福爾斯貝里, S·彼德松 申請(qǐng)人:瑞典通用電器勃朗勃威力公司