2 磁控电抗器（一） - 图文 

1、 磁控电抗器 （2学时） 2、1 基本原理

ψΦW2

L=?8

?8μμ0IWS0Wμμ0S02WI10=I10=l=W= （亨）

0Il0R0

Rl0

0=

μμ

0S0

ψ,Φ磁链，磁通（韦伯）；I

电流；W匝数；μ相对磁导率

μ0空气磁导率，0.4π10?8 亨/厘米；l0

磁路长度（厘米）

S0

磁路横截面（厘米2）；R0磁阻（1/亨）

通过施加励磁改变铁芯磁路的磁导率μ，达到调节电抗的目的。

图2-1 磁化曲线 B=μμ0H

1

磁化曲线可简化为两条折线表示：

Bα0 sBS bα1aHsH4 图2-2 简化磁化曲线

简化后，B-H曲线可用下式描述：

H=??

Btgα1

B

B>B

S

2

Rr0B0B1B2u 图2-3 磁控电抗器结构原理图

定义饱和度为：KSS=B0?BB 式中： mB0为直流偏磁磁通密度，BS为磁材料的饱和磁通密度，Bm为交流磁通密度幅值 BB03BSB02KS>1BmB01HKS<-1-11时，工作区间全部进入饱和区，控制绕组电流只有偏磁电流，无其他谐波成分。工作绕组电流中奇次谐波电流变为零，只剩下基波电流。此后再继续增加偏磁电流，工作绕组电流已不会再发生变化，所以磁化的极端情况宜控制在

KS≤1的范围内。因此我们的研究重点是-1

2、2 它励偏磁式磁控电抗器

特点：励磁电源靠外部提供

这种结构的特点是偏磁磁通φ0经两边柱和上下轭铁构成回路；交流工作磁通φj经两边柱、上下轭铁汇集到中柱构成回路；铁芯的边柱上布置了两级减小截面的部分，这两部分为铁芯磁化区，称中截面部分为第一级磁化区，小截面部分为第二级磁化区，他们工作在不同的饱和度下。设置两级磁化区可有效降低工作电流谐波含量，理论分析表明当各截面的面积和长度设计恰当时，工作电流谐波含量小于4%。铁芯中间柱上布置有气隙δ0，该气隙的存在不仅可以改善低偏磁强度下的工作电流波形，使其伏安特性在较低工作电压时仍接近线性。它的交流工作绕组00'由三个绕组组成，分别布置在两个边柱和中间柱上，绕组接线如图2所示，接线方式为两边柱绕组并联，然后同中柱绕组串联。直流控制绕组oy分为两个绕组，它们被分别放置在两个边柱上，两绕组反串联，使得工频感应电压互相抵消。理论分析及试验结果表明：对偏磁式电抗器，直流控制绕组中不仅含有控制电源提供的直流偏磁电流，而且还含有由交流侧感应出的直流电流分量及一系列偶次谐波电流分量；在交流工作绕组电流中，不仅含有基波电流，而且含有一系列奇次谐波电流。新结构中两边柱交流绕组并联的结果给控制绕组中感应电流提供了另一通道，使得控制绕组中感应电流呈电压源性质，从而工作绕组对控制回路的影响减至最小，在忽略交流绕组电阻的情况下，这种影响为零；中柱交流绕组的作用一是减少中柱上及气隙δ0处的漏磁，二是减缓控制侧对交流侧的影响。直流控制绕组布置在两侧交流工作绕组的内部，中间柱空气隙布置在中柱交流绕组的内部，其作用是极大减少漏磁通及漏磁损耗，降低偏磁磁化容量。铁芯为圆柱型，所有绕组均为圆绕组，提高了消弧线圈的空间利用系数。

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