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铁芯电抗器的分类及电抗器的用途

发布时间:2016-07-29 19:59      浏览次数:

    电抗器在线路中是用作限流、稳流、无功补偿、移相与滤波的一种电感元件,用途十分广泛。电抗器根据铁芯的型式可分为三类:

    a.空心电抗器。这种电抗器只有绕组而无铁芯,实质上就是一个空心的电感线圈。如线路中用的限流电抗器(包括分裂电抗器)、断路器、低压开关和接触器等型式试验用的试验电抗器以及串联在高压输电线路中的阻波器,常采用这种结构形式。

    b.带气隙的铁芯电抗器。其磁路是一个带气隙的铁心,带气隙的铁芯柱外面套有绕组。如补偿容性电流的并联电抗器、消除持续电流的消弧线圈、大型电机的降压启动电抗器、整流电路中的平波电抗器与电炉变压器匹配的电抗器、三相电流均衡用的电抗器,常采用这种带气隙的铁芯型式。

    c.铁芯电抗器。其磁路是一个闭合的铁芯。如双Y联结的整流线路中用的平衡电抗器、调压和调功率用的饱和电抗器、动圈式的谐振电抗器等产品,常采用这种铁芯型式。

    各种产品用表1中字母来代表其特征。

    表1  电抗器的代表字母

限流电抗器

NK

平波电抗器

LK

分裂电抗器

FK

启动电抗器

QK

并联和饱和电抗器

BK

串联电抗器

CK

消弧线圈

X

 
 
 

    空心电抗器由于没有铁芯,所以不存在饱和现象。它的电抗值在绕组匝数、形状以及频率不变的情况下,始终是一个常数,不随其中通过电流的大小而改变。由于没有铁芯,绕组中通过单位电流所产生的磁通较小,所以这种电抗器的电感(电抗)值较小,体积较大,耗用材料较多。

    铁芯电抗器由于有了高磁导率的铁芯,所以绕组中通过单位电流时产生的磁通较多,即它的电感(电抗)值较大,在相同容量的情况下,其体积要比空心式为小。铁芯电抗器的电抗可以用下式表示:

铁芯电抗器的电抗

    不难看出,在给定的电抗器情况下,角频率ω、匝数N、磁路截面积S、平均磁路长l以及空气磁导率μ0都是不变的。但是铁心的磁导率μ却是随电抗器通过的电流的改变而改变的,从而电抗X也随电流而变化。

    铁芯磁导率μ是非线性的。对铁芯电抗器的非线性如果不给予充分注意的话,那么将在使用中带来很大的不便。例如与电弧炉变压器相匹配的串联电抗器,在使用中因短路而通过数倍的额定电流时,其电抗值将下降许多,因而将失去其限流作用。为此,这些电抗器铁芯需带气隙,且在额定电流下的磁通密度不能取得过高,以避免在短路情况下出现过饱和。

    此外,铁芯电抗器的电抗值也很难算准。这是因为电抗值除了是频率和绕组尺寸的函数外,还与磁导体的材质、加工工艺有极大的关系。

    带气隙的铁芯电抗器之所以应用较为广泛,是因为综合了上述两种电抗器的优点:当磁通密度取得不太高时,电抗值基本上不随电流大小而改变,或改变较小,体积也较小。