鐵芯電抗器的分類及電抗器的用途
作者:威博特鐵芯 發(fā)布時間:2019-03-30 15:05:18 瀏覽次數(shù):電抗器在線路中是用作限流、穩(wěn)流、無功補償、移相與濾波的一種電感元件,用途十分廣泛。電抗器根據(jù)鐵芯的型式可分為三類:
a.空心電抗器。這種電抗器只有繞組而無鐵芯,實質(zhì)上就是一個空心的電感線圈。如線路中用的限流電抗器(包括分裂電抗器)、斷路器、低壓開關(guān)和接觸器等型式試驗用的試驗電抗器以及串聯(lián)在高壓輸電線路中的阻波器,常采用這種結(jié)構(gòu)形式。
b.帶氣隙的鐵芯電抗器。其磁路是一個帶氣隙的鐵心,帶氣隙的鐵芯柱外面套有繞組。如補償容性電流的并聯(lián)電抗器、消除持續(xù)電流的消弧線圈、大型電機的降壓啟動電抗器、整流電路中的平波電抗器與電爐變壓器匹配的電抗器、三相電流均衡用的電抗器,常采用這種帶氣隙的鐵芯型式。
c.鐵芯電抗器。其磁路是一個閉合的鐵芯。如雙Y聯(lián)結(jié)的整流線路中用的平衡電抗器、調(diào)壓和調(diào)功率用的飽和電抗器、動圈式的諧振電抗器等產(chǎn)品,常采用這種鐵芯型式。
各種產(chǎn)品用表1中字母來代表其特征。
表1 電抗器的代表字母
限流電抗器 |
NK |
平波電抗器 |
LK |
分裂電抗器 |
FK |
啟動電抗器 |
QK |
并聯(lián)和飽和電抗器 |
BK |
串聯(lián)電抗器 |
CK |
消弧線圈 |
X |
空心電抗器由于沒有鐵芯,所以不存在飽和現(xiàn)象。它的電抗值在繞組匝數(shù)、形狀以及頻率不變的情況下,始終是一個常數(shù),不隨其中通過電流的大小而改變。由于沒有鐵芯,繞組中通過單位電流所產(chǎn)生的磁通較小,所以這種電抗器的電感(電抗)值較小,體積較大,耗用材料較多。
鐵芯電抗器由于有了高磁導(dǎo)率的鐵芯,所以繞組中通過單位電流時產(chǎn)生的磁通較多,即它的電感(電抗)值較大,在相同容量的情況下,其體積要比空心式為小。鐵芯電抗器的電抗可以用下式表示:
不難看出,在給定的電抗器情況下,角頻率ω、匝數(shù)N、磁路截面積S、平均磁路長l以及空氣磁導(dǎo)率μ0都是不變的。但是鐵心的磁導(dǎo)率μ卻是隨電抗器通過的電流的改變而改變的,從而電抗X也隨電流而變化。
鐵芯磁導(dǎo)率μ是非線性的。對鐵芯電抗器的非線性如果不給予充分注意的話,那么將在使用中帶來很大的不便。例如與電弧爐變壓器相匹配的串聯(lián)電抗器,在使用中因短路而通過數(shù)倍的額定電流時,其電抗值將下降許多,因而將失去其限流作用。為此,這些電抗器鐵芯需帶氣隙,且在額定電流下的磁通密度不能取得過高,以避免在短路情況下出現(xiàn)過飽和。
此外,鐵芯電抗器的電抗值也很難算準(zhǔn)。這是因為電抗值除了是頻率和繞組尺寸的函數(shù)外,還與磁導(dǎo)體的材質(zhì)、加工工藝有極大的關(guān)系。
帶氣隙的鐵芯電抗器之所以應(yīng)用較為廣泛,是因為綜合了上述兩種電抗器的優(yōu)點:當(dāng)磁通密度取得不太高時,電抗值基本上不隨電流大小而改變,或改變較小,體積也較小。