专利名称：一种基于直流电流源的励磁型mcr的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电抗器技术领域，具体涉及一种基于直流电流源的励磁型 MCR(Magnetic Control Reactor，磁阀式可控电抗器)。
背景技术：
MCR简称磁控电抗器，是一种容量可调的并联电抗器，主要用于电力系统的无功补偿。MCR借助控制回路直流控制电流的激磁改变铁芯的磁饱和度(工作点)，改变铁芯的磁导率，从而改变感量，以达到调节无功输出的目的。因此，MCR是一种较为经济实用的可控电抗器，多采用自励磁方式，利用晶闸管整流后输出至直流励磁绕组，调节铁芯中磁阀部分的饱和程度，改变铁芯的等效磁导率，从而调整感量。由于晶闸管承受的电压较低，使得可控电抗器较少的受晶闸管容量的影响，可应用于各种电压等级。自励磁式的MCR由于结构简单，价格便宜，广泛应用于特高压、大容量的电网质量控制领域，如特高压远距离输电、无功补偿、中性点接地电网中消弧、电气化铁路功率因数校正、抑制电网系统电压波动和闪变。自励磁式MCR的励磁电流由电网经晶闸管直接整流后提供，含有大量高次谐波，并且负载工作点波动较大，励磁电流调节性差；所以在实际应用中存在以下问题稳定性不高、动态调整较慢并且谐波较大、噪音大等。这些技术缺陷直接限制了 MCR的应用，导致MCR的应用市场无法达到预期的目标。
发明内容针对现有技术所存在的上述技术缺陷，本实用新型提供了一种基于直流电流源的励磁型MCR，使得MCR励磁平稳，动态响应快，谐波小，噪音低。一种基于直流电流源的励磁型MCR，包括MCR ；用于产生励磁电流的直流电流源，所述的直流电流源的两个输出端分别与MCR励磁绕组的两端相连；用于控制励磁电流大小的控制器，所述的控制器的输出端与所述的直流电流源的控制端相连并输出调控信号，第一输入端接收外部设备提供的控制信号；用于反馈MCR工作状态的监测电路，所述的监测电路的输入端连接于MCR电感绕组上，输出端与控制器的第二输入端相连并输出反馈信号。所述的控制器，包括通信模块，接收并转发所述的控制信号或反馈信号；信号处理模块，接收通信模块转发的控制信号或反馈信号，并通过通信模块向直流电流源输出调控信号。所述的信号处理模块为MCU (微处理器单元)。本实用新型采用外加直流电流源的励磁方式，控制励磁电流大小，调节铁芯的饱和程度，实现MCR感量的控制。控制器可以通过接收外部控制信号调节直流电流源输出的励磁电流大小，也可以通过监测电路检测MCR的工作状态，根据每个周期MCR输出电流的变化，微调直流电流源输出的励磁电流，补偿交流输入电流的波动；直流电流源的输出接入 MCR的励磁绕组上，通过励磁绕组产生直流磁动势，改变铁芯的磁饱和程度，从而改变磁导率，进而改变MCR的电感。因此，本实用新型通过采用独立的直流电流源产生励磁电流，可以实现较高的稳定性，且动态调整快；通过采用监测电路来检测MCR状态，可以根据周期电流特征，微调励磁电流，并且可以实现防止过饱和，过流等故障的发生，提高MCR的可靠性；故本实用新型具有稳定性好，动态响应快，低谐波，低噪音，高可靠性的优点，有利于MCR的深入推广和应用。
图1为本实用新型的电路原理示意图。图2为MCR的结构示意图。
具体实施方式
为了更为具体地描述本发明，
以下结合附图及具体实施方式
对本发明的技术方案及其相关原理进行详细说明。如图1所示，一种基于直流电流源的励磁型MCR，包括MCR、直流电流源、控制器和监测电路。直流电流源由独立的220VAC电网供电，其控制端接收控制器输出的调控信号，两个输出端分别与MCR励磁绕组的两端相连并输出励磁电流；本实施例中，直流电流源采用基于MOSFET的开关电源。如图2所示，MCR采用中心柱绕线方式，其具有独立的励磁绕组，串入主磁通，设计小段磁阀，通过改变磁芯的磁通量，改变磁阀部分的饱和程度和其他部分的励磁状态， 从而改变电抗器等效磁导率，达到调整电感量的作用；本实施例中，MCR采用国产型号为 BKSMC-35系列产品。控制器包括通信模块和MCU ；其中通信模块接收外部设备提供的控制信号或监测电路输出的反馈信号，并将控制信号或反馈信号转发给MCU ；MCU负责整个控制流程，其接收控制信号或反馈信号，根据控制信号或反馈信号计算出直流电流源需要的调控量，并通过通信模块向直流电流源输出调控信号以调节励磁电流；控制器既可根据控制信号调节直流电流源输出的励磁电流大小，也可接收反馈信号，根据MCR每个周期中输出电流的变化，微调直流电流源输出的励磁电流大小；本实施例中，通信模块采用进口品牌贝加莱的 X20I0IF芯片，M⑶采用ST公司的STM32F103系列产品。监测电路的输入端连接于MCR电感绕组上，输出端与控制器的通信模块相连；监测电路用于采集MCR电感绕组上的输出电压和输出电流，根据电压电流的变化，计算出反馈量，并向控制器输出反馈信号，以实现MCR的微调和保护作用；本实施例中，监测电路采用由电流互感器和电压互感器所组成的采样电路。本实施方式采用外加直流电流源的励磁方式，控制励磁电流大小，调节铁芯的饱和程度，实现MCR感量的控制。控制器可以通过接收外部控制信号调节直流电流源输出的励磁电流大小，也可以通过监测电路检测MCR的工作状态，根据每个周期MCR输出电流的变化，微调直流电流源输出的励磁电流，补偿交流输入电流的波动；直流电流源的输出接入 MCR的励磁绕组上，通过励磁绕组产生直流磁动势，改变铁芯的磁饱和程度，从而改变磁导率，进而改变MCR的电感。
权利要求1.一种基于直流电流源的励磁型MCR，其特征在于，包括MCR ；用于产生励磁电流的直流电流源，所述的直流电流源的两个输出端分别与MCR励磁绕组的两端相连；用于控制励磁电流大小的控制器，所述的控制器的输出端与所述的直流电流源的控制端相连并输出调控信号，第一输入端接收控制信号。
2.根据权利要求1所述的基于直流电流源的励磁型MCR，其特征在于还包括用于反馈 MCR工作状态的监测电路，所述的监测电路的输入端连接于MCR电感绕组上，输出端与控制器的第二输入端相连并输出反馈信号。
3.根据权利要求1或2所述的基于直流电流源的励磁型MCR，其特征在于所述的控制器，包括通信模块，接收并转发所述的控制信号或反馈信号；信号处理模块，接收通信模块转发的控制信号或反馈信号，并通过通信模块向直流电流源输出调控信号。
4.根据权利要求3所述的基于直流电流源的励磁型MCR，其特征在于所述的信号处理模块为MCU。
专利摘要本实用新型公开了一种基于直流电流源的励磁型MCR，包括MCR、直流电流源、控制器和监测电路；直流电流源与MCR相连，控制器与直流电流源和监测电路相连，监测电路与MCR相连。本实用新型通过采用独立的直流电流源产生励磁电流，可以实现较高的稳定性，且动态调整快；通过采用监测电路来检测MCR状态，可以根据周期电流特征，微调励磁电流，并且可以实现防止过饱和，过流等故障的发生，提高MCR的可靠性；故本实用新型具有稳定性好，动态响应快，低谐波，低噪音，高可靠性的优点，有利于MCR的深入推广和应用。
文档编号H02P13/00GK202309604SQ20112044275
公开日2012年7月4日 申请日期2011年11月10日 优先权日2011年11月10日
发明者张涛 申请人:张涛