[发明专利]无抽头磁阀结构

说明书

本发明公开了一种无抽头磁阀结构，包括磁阀主体MV和可控电源CPS，磁阀主体MV包括磁阀磁体M，线圈L1、线圈L2、线圈L3、线圈L4，逆阻型开关S1和逆阻型开关S2；线圈L1与线圈L2均位于磁柱M1上，线圈L3与线圈L4均位于磁柱M2上；线圈L1的同名端与线圈L3的非同名端相互连接构成磁阀主体MV的交流端A1，线圈L2的非同名端与线圈L4的同名端相互连接构成磁阀主体MV的交流端A2。本发明具有双输出双向可控电源BPS需要的功率小，极大提升了器件运行的可靠性的特点。

技术领域

本发明涉及电力系统的装置技术领域，尤其是涉及一种应用于智能电网、大功率电力传动、电力牵引、电弧炉等需要快速调节无功功率的场合的无抽头磁阀结构。

背景技术

磁阀或磁阀型可控电感，是一种利用低压电子开关控制高压大容量的无功调节装置，具有结构简单、可靠性高的优点，常规励磁的磁阀在电力系统中获得了较广泛的应用。图1是传统磁阀主体结构的实例。

磁阀包括磁体（灰色部分磁路）与线圈，四个线圈L1、L2、L3、L4中的两对线圈L1、L2与L3、L4分别置于磁体的分别具有收缩段的两个磁柱M1、M2上，线圈L1与L3连接构成磁阀的交流端A1，线圈L2与L4连接构成磁阀的交流端A2，L1与L4，及L3与L2如图相互扭曲连接，两个连接点分别为中性点与激励点，中性点与激励点之间分别为续流二极管D的阳极与阴极，两对线圈中的L1与L4分别引出抽头，通过晶闸管S1、S2整流，给激励点提供正向电压，进而为M1与M2的4个线圈提供直流励磁电流。M1与M2的均通过第三磁柱构成交流磁路，直流励磁在M1与M2（以及横梁）之间构成回路。实际应用的磁阀线路，线圈有多种抽头形式，磁柱种类也有很多，但基本原理大致相同。

图2是磁阀的工作波形示意，从上到下的波形分别是磁阀交流电压V12、磁柱M1磁通、磁柱M2磁通、线圈L1、L2的电流、线圈L3、L4的电流、磁阀的总电流（即流经A1端与A2端之间的电流）L12。M1与M2的磁通中分别叠加了直流磁通。由于M1与M2均具有收缩段，在较高磁通下将首先发生饱和。在磁阀的交流端电压V12与励磁电流共同作用之下，M1与M2交替趋于饱和，只要控制励磁电流，就能够控制磁阀的饱和的深浅，从而使得磁阀呈现不同大小的交流阻抗。

由于通常抽头电压仅为V12的1-3%，因此用常规耐压的晶闸管就可以控制30kV或更高的电压的磁阀。由于常规磁阀的励磁电压相对较低，励磁调节速度大致为150-300ms。近年来，为满足快速无功调节的需求，要求励磁调节速度在30ms左右或更快。对此，常规磁阀的提速对策是提高抽头电压和用可关断器件替代二极管D。当需要快速励磁时，用更高的正向电压（例如提高抽头电压）为磁阀提供励磁电压；当需要快速退磁时，关闭可关断器件，使之在激励点激起反向高压。由于更高的正向电压，以及对上述反向电压的限制都需要增加许多高压、高功率元部件，这使得快速励磁的代价很高。目前许多改进都采取了这类办法，影响了快速磁阀的应用推广。

发明内容

本发明的发明目的是为了克服现有技术中励磁控制电路功率容量需求过高的不足，提供了一种应用于智能电网、大功率电力传动、电力牵引、电弧炉等需要快速调节无功功率的场合的无抽头磁阀结构。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种无抽头磁阀结构，包括磁阀主体MV和可控电源CPS，磁阀主体MV包括磁阀磁体M，线圈L1、线圈L2、线圈L3、线圈L4，逆阻型开关S1和逆阻型开关S2；