一種緊湊型集成式船舶及海洋工程用線性電抗器的製造方法
2023-12-07 17:57:41 2
一種緊湊型集成式船舶及海洋工程用線性電抗器的製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種緊湊型集成式船舶及海洋工程用線性電抗器，包括多個電抗器繞組，所述多個電抗器繞組均繞制在同一個鐵芯的不同位置上，每個電抗器繞組包括兩段匝數相等、繞向相反的串聯繞組段。本實用新型的集成式電抗器具有集成性、緊湊性、獨立性和線性度較好的特點，可以有效克服空心電抗器和鐵芯電抗器的缺點，能夠應用於船舶及海洋工程等對空間大小要求有限制的場合。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種電抗器，特別是一種緊湊型集成式船舶及海洋工程用線性 電抗器。 一種緊湊型集成式船舶及海洋工程用線性電抗器
【背景技術】
[0002] 船舶及海洋工程電力系統廣泛採用電力電子裝置，其中的變流裝置是船舶及海洋 工程電力系統諧波的主要來源，為保證供電系統的電能質量，必須對諧波進行治理，而治理 諧波時，必然需要電抗器。由於船舶及海洋工程空間受到限制，如果使用空心電抗器，則不 僅佔據空間大，而且電磁發散容易影響船舶設備運行，因而船舶及海洋工程用濾波電抗器 通常採用鐵芯電抗器。它的最大優點是體積小，但主要缺點是：非線性、交流電阻大而影響 濾波效果，且振動噪音大。為了克服空心電抗器和鐵芯電抗器在船舶及海洋工程上應用的 不足，有必要研製一種新型的電抗器，這種電抗器需具備集成性、緊湊性、獨立性和線性度 較好等特點。
[0003] 根據電磁場理論，磁場由電流產生，導體中通以電流，則在其周圍的空間產生相應 的磁場。實際中常把載流導體繞製成線圈(繞組）的形式，載流線圈之間由各自的磁場相互 聯繫的物理現象稱為磁耦合。受變壓器繞組漏電感的啟發，一種集成化的方法就是將電抗 器繞組集成於變壓器內，然而這種新型電抗器的最大難點在於其解耦方式的實現。
【發明內容】
[0004] 本實用新型所要解決的技術問題是，針對現有技術不足，提供一種緊湊型集成式 船舶及海洋工程用線性電抗器，有效克服空心電抗器和鐵芯電抗器的缺點。
[0005] 為解決上述技術問題，本實用新型所採用的技術方案是：一種緊湊型集成式船舶 及海洋工程用線性電抗器，包括多個電抗器繞組，所述多個電抗器繞組均繞制在同一個變 壓器鐵芯的不同位置上，每個電抗器繞組包括兩段匝數相等、繞向相反的串聯繞組段。
[0006] 與現有技術相比，本實用新型所具有的有益效果為：本實用新型的集成式電抗器 具有集成性、緊湊性、獨立性和線性度較好的特點，可以有效克服空心電抗器和鐵芯電抗器 的缺點，能夠應用於船舶及海洋工程等對空間大小要求有限制的場合。本實用新型可實現 電抗器與變壓器的集成化設計，形成獨立的線性電抗器，由於其集成性和緊湊性，因而能有 效地減小裝備體積、提高製造材料利用率、降低製造成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007] 圖1為集成在變壓器中的集成式電抗器原理圖；
[0008] 圖2為集成式電抗繞組磁通在變壓器鐵芯中流通示意圖；
[0009] 圖3為應用於船舶及海洋工程的集成電抗繞組漏電感計算示意圖。
【具體實施方式】
[0010] 如圖1所示，由於集成電抗器繞組2製造成匝數相等、繞向相反的兩段繞組3和4 相互串聯的形式，正常工作時，供電繞組1在空間產生磁場，並通過鐵芯與電抗器繞組2形 成磁交鏈，那麼後者中串聯的每段線圈均會產生感應電勢；但整體上繞組2中的感應電勢 是各段線圈感應電勢之和，由於兩段繞組3和4是匝數相等、繞向相反的，則它們的感應電 勢是等值反向的，故整體上繞組2的總感應電勢為零。即便繞組2外接負荷形成閉環，也不 會產生感應電流，從而不會產生功率耦合。反之，由於兩端繞組3和4是繞向相反的排列， 在繞組1中產生兩個相反的感應電勢，且其代數和為零，因而繞組2同樣對繞組1不會產生 功率耦合影響。根據變壓器理論，各繞組正常工作時，單個繞組的自感磁通鏈包括鐵芯中流 通的主磁通鏈和與空氣交鏈的漏磁通鏈。如圖2所示，繞組1與繞組3和4分別存在磁交 鏈，即主磁通鏈，然而由於繞組3和4是匝數相等、繞向相反且相互串聯的，那麼它們產生的 磁動勢是等值反向的，因而由磁動勢產生的磁通是可以相互抵消的。從整體上看，繞組2內 部由其本身產生的主磁通基本為零，僅有漏磁通存在，從而形成了漏電感。因為漏磁場在空 氣中不易飽和，另外集成電抗器繞組之間通過相互距離來保證各自漏磁場的獨立，從而使 得其線性度較好。對於電抗器繞組2和5,由與上述類似的分析可知，從整體上看，它們之 間、它們各自與變壓器繞組之間都能實現解耦，並且分別形成了獨立的集成式電抗器。
【權利要求】
1. 一種緊湊型集成式船舶及海洋工程用線性電抗器，包括多個電抗器繞組，其特徵在 於，所述多個電抗器繞組均繞制在同一個變壓器鐵芯的不同位置上；每個電抗器繞組包括 兩段匝數相等、繞向相反的串聯繞組段。
2. 根據權利要求1所述的緊湊型集成式船舶及海洋工程用線性電抗器，其特徵在於， 每個電抗器繞組的兩段繞組段之間的垂直距離為15?30mm ;每個繞組段的纏繞平均半徑 為 10?80mm。
【文檔編號】H01F27/30GK203850085SQ201420285058
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年5月30日 優先權日:2014年5月30日
【發明者】朱軍, 羅隆福, 李勇, 梁崇淦, 廖聞迪 申請人:中國船舶重工集團公司第七一二研究所, 湖南大學