自动稳流装置中自饱和电抗器位移的作用

在自动稳流装置中，三相自饱和电抗器的电磁元件铁心上还绕有位移绕组Nb，其匝数与控制绕组相同Nb＝Nk，结构也一样，直流电阻值均约为0.1～1Ω。在实际应用时，哪个绕组用作控制或用作位移都是一样的。

位移绕组Nb的作用可以用如图9.19所示的自饱和电抗器的控制特性（即电流放大特性）来解释。

在图9.19中，控制特性表示自饱和电抗器直流负载电流Id随控制电流Ik变化的关系Id＝f（Ik）。图9.19中特性1为较理想的情况，特性2为实际情况（硅二极管有正向压降和反向漏电流，冷轧硅钢片铁心磁滞特性不是理想的矩形），特性2电流放大系数比理想特性1略低。

图9.20给出自饱和电抗器的三种典型工作状态。简要分析如下：

（1）a点，这时控制电流为正，自饱和电抗器输出电流量大，Id＝Imax，铁心处于饱和状态，半周期内铁心磁感应强度变化量ΔB＝0，控制角（或饱和角）αa＝0。

（2）b点，这时控制电流为零，自饱和电抗器输出电流Id＜Imax，半周期内磁感应强度变化量ΔB＞0，控制角αb＞0。

（3）c点，这时控制电流为负，设Ik＝－Ikc，这时自饱和电抗器输出电流达最小，Id＝Imin，半周期内磁感应强度变化量ΔB＝2Bm，控制角αc＝αmax。

图9.19　自饱和电抗器的控制特性

图9.20　自饱和电抗器的三种典型工作状态

自饱和电抗器三种典型工作状态特征参数比较见表9.4。对于三相桥式自饱和电抗器有

式中：U 为整流变压器二次侧相电压有效值。(www.xing528.com)

由表9.4可见，加一个负的控制电流Ik＝－Ikc，使自饱和电抗器工作从点b变为点c，使铁心半周期磁感应强度变化量从某一值ΔB 改变为2Bm，即变化量的差值为（2Bm－ΔB），说明铁心磁性能没有充分利用；控制角α的变化量为αmax－α；输出电压Ud的变化量称为调压深度，计算可得调压深度为Ud0（cosα－cosαmax），也不是最大。

表9.4　自饱和电抗器三种典型工作状态特征参数比较

图9.21　有位移安匝－NbIkc时自饱和电抗器的控制特性

改进的方法是在位移绕组Nb（已知Nb＝Nk）中加位移电流Ib＝－Ikc，可以使自饱和电抗器的控制特性右移，如图9.21 所示。当Ik＝0 时，c 点正好落在纵轴上，对应于自饱和电抗器的最小输出电流。在c 点，Ik＝0，ΔB＝2Bm。

因此，当加上位移安匝（NbIb＝－NbIkc），再加控制电流Ik＝Ika＋Ikc时，可使自饱和电抗器的工作状态由点c变化到点a，则控制角从αmax变化到0，变化量为αmax，达到最大；半周期铁心磁感应强度变化量，从2Bm改变为0，变化量的差值为2Bm，也达到最大，说明铁心磁性能得到充分利用；调压深度则达到Ud0（1－cosαmax），也是最大。

综上所述，在自动稳流装置的自饱和电抗器铁心上设置位移绕组的目的是使自饱和电抗器预先整定在一个最佳状态，即铁心磁感应从－Bm变化到＋Bm的工作点，既可以充分利用铁心磁性能，又最大限度地增大了调压深度。