[发明专利]一种电感量可控的交流电感器

说明书

技术领域

本发明涉及电感器技术领域，特别是一种电感量可控的交流电感器。 

背景技术

功率电感器是各种电气装置的重要元件。电感器主要分为直流电感器和交流电感器。直流电感器通过的电流中含有较大的直流分量和较小的交流纹波分量，主要起滤波作用，而交流电感器通过的电流中只有交流分量，主要起谐振电感的作用。当电感器设计制作完成后，电感量是基本确定的，或仅由磁芯材料本身的非线性特性确定。为了使得电气装置能达到更好的性能，需要电感器的电感量是可以通过电气方式控制改变的，即电感量可控的电感器。

对于电感量可控的直流电感器，一类现有技术方案是通过控制电感器磁芯的直流偏磁大小利用磁芯材料的非线性特性来改变磁芯材料的相对增量磁导率，从而改变增量电感量。请参见图1，图中可以通过控制偏磁线圈直流电流的大小来调节增量电感量，但这时电感线圈和偏磁线圈存在磁耦合，电感线圈的交流电流会在偏磁线圈上感应出交流电动势，增加了偏磁电源的负担。另一类技术方案如公开号为CN 1301390A的专利，其通过采用两个电感线圈的串联或并联，使两个电感线圈产生的交流磁通在偏磁线圈上抵消，从而避免了电感线圈与偏磁线圈的耦合。以上两类方案只是适合于直流电感器来调节增量电感量，而不适用于交流电感器来调节交流（幅值）电感量，因为这时交流电感线圈产生的交流磁通在正、负半周上是分别与偏磁直流磁通是相同增加或相反减少的，从而使得交流磁通的正、负半周不对称。

公开号为：CN102306533A的专利，该专利提出的可调电感器方案使用电感量控制螺栓来调节磁芯气隙的大小来改变电感器的感量。由于使用机械机构来进行感量的调节，使得其感量在实际电路应用运行中难以实现快速实时控制。

此外，桂皞，朱忠尼，张秉公，等．一种可调电抗器控制特性的研究[J]．空军雷达学院学报，2007，21(4)：289-291；以及牟宪民，王建赜，魏晓霞，等．新型正交铁心可控电抗器[J]．中国电机工程学报，2008，28(21)：57-62；公开了一种典型正交铁心可调交流电感器，在结构上使得电感线圈与电感量控制线圈的磁路在空间上相互正交，从而使得两者磁通是相互正交的，通过改变控制线圈上直流电流的大小来改变电感磁芯的非线性工作点，从而改变电感量。该方案由于电感交流磁通与偏磁直流磁通是正交的，不仅两者没有磁耦合，而且可以解决现有技术中交流电感量正、负半周不对称的问题。但偏磁控制磁芯磁路和电感磁芯磁路是分别的，磁芯利用率低，体积大，而且电感量控制范围比较小。

同向前,薛钧义．电子式连续可调电抗器的控制特性[J]．电力自动化设备，2005，25(1)：25-27．该文献中可调交流电感器的控制线圈和电感线圈在空间上是相互正交的，两者没有磁耦合。虽然两个线圈共享磁芯，结构紧凑，但在结构上，其电感线圈的磁芯磁路是开放的，电感量较小，同时电感量可调范围也较小。

综上所述，现有技术的交流电感器虽然电感线圈和控制线圈是没有磁耦合的，也能实现交流电感量正、负半周的对称，但普遍存在磁芯利用率低、体积相对较大、电感量相对较小、电感量变化范围小的缺点。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种电感量可控的交流电感器。

本发明采用以下方案实现：一种电感量可控的交流电感器，其特征在于包括：一电感磁芯，该电感磁芯由第一磁芯和第二磁芯叠成；所述电感磁芯设置有一沟槽；一控制线圈，设置于所述槽道内；以及电感线圈，该电感线圈缠绕在所述的电感磁芯上，且所述控制线圈和电感线圈在绕制方向上正交。

在本发明一实施例中，所述的第一、二磁芯是环形磁芯。

在本发明一实施例中，所述的沟槽具有一出口，用以引出所述控制线圈的末端。

在本发明一实施例中，所述的沟槽具有第一出口和第二出口，该第一、二出口用于引出控制线圈的出线端。

在本发明一实施例中，所述的第一、二磁芯分别开设有一气隙，该气隙位于交流电感器的磁路上，并用于调整交流电感器的等效磁导率。

在本发明一实施例中，所述控制线圈为单匝铜箔构成的控制线圈。

在本发明一实施例中，所述的控制线圈和电感线圈位置对调。

在本发明一实施例中，所述的第一、二磁芯是EE形磁芯。

在本发明一实施例中，所述电感磁芯采用磁粉芯、硅钢片、非晶或铁氧体磁性材料构成。