磁控电流或电压调节器和变压器制造技术

本发明专利技术涉及磁感应电流或电压调节器，它包括由可磁化材料制成并且具有闭合磁路的主体（１），围绕第一主绕组（２）的主体（１）缠绕的至少一个第一电导体（８）及围绕第二主绕组（４）的主体缠绕的至少一个第二电导体（９）。主绕组（２）的绕组轴线（Ａ２）与控制绕组（４）的绕组轴线（Ａ４）成直角，其目的是在主体（１）中提供正交的磁场（各自为Ｈ１，Ｂ１和Ｈ２，Ｂ２），从而利用控制绕组（４）的磁场（Ｈ２，Ｂ２）控制可磁化材料相对于主绕组（２）的磁场（Ｈ１，Ｂ１）的特性。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及所附独立专利权利要求前序部分中所述的磁感应电流或电压调节器和与电能分配有关的用来控制连接和断开的磁感应变换器。作为公知的传感器技术的延续，本专利技术特别适合在电力电子
的多种场合作为电压连接器，电流调节器或是电压变换器。本专利技术特有的特征是控制绕组和主绕组之间的变换或感应连接几乎为0，而是通过控制绕组中的电流来调节主绕组的电感，并且还可以通过控制绕组中的电流来调节变压器结构中原边绕组和副边绕组之间的磁路连接。例如在整流
中，可以采用本专利技术配合调节大整流器的高压输入，其优点是能够在整个电压范围上充分利用二极管整流器。对于异步电动机，设想可以用本专利技术配合高压电动机的软起动。本专利技术还适合在配电领域中用于电力线的电压调节，并且可以用于电网中无功功率的连续控制补偿。该装置的使用还不仅限于此，例如还能构成频率变换器的一部分以将输入频率变换成任意选择的输出频率，最适合用来操作异步电动机，其中频率变换器的输入侧具有三相电源，该电源利用其各相导体为至少一个变压器提供输入，产生变换器各自的三相输出，这种变压器的输出通过各自选择的可控制的电压连接器或是通过另外的变压器耦合电压连接器来连接，从而构成一个上述三相输出。该装置的另一用途是作为DC电压到AC电压的直接(direct)变换器因而AC电压的频率可以连续调节。在深海底范围使用这种类型的频率变换器，这是使用可变速的大容量泵所要求的。在深海系统中抽水通常是从水下地点到水面以上位置抽水(提水)，以及从水下地点向储存器中注水。可变速发动机控制通常是基于两种原理；a)直流电子频率调节变换器，和b)带脉宽调制的AC-DC-AC变换器，并且扩展到使用诸如晶闸管和IGBT等半导体器件。后者代表着在工业装置中广泛应用的技术并且可在机车上使用等等。近来对水下环境中的电动机引入了速度控制。其主要问题是这种系统的封装和操作。在这种领域中的操作涉及到服务，维护等等。复杂的电子系统通常要在有关温度和压力的控制环境中操作。用于海底情况的这种系统必须被密封在充有氮气并维持在1大气压的容器中。考虑到电子装置热损耗导致的发热，会产生数量可观的热量，就需要采用强制空气冷却。冷却通常是用风扇解决的。采用风扇会使系统的服务寿命大大缩短，不是一种好的解决方案。电子装置和电子功率半导体器件的灵敏度很高并且需要保护电路。这样会使系统复杂化且增大成本。在(超过300米的)深水区，这种系统的保护容器很重，占系统的总重量的很大比例。另外，与不需要整个频率变换器的系统相比，需要更经常的维护，因为即便是简单的维护也难以用遥控操作车(ROV)来执行。因此按照本专利技术的装置的相应目的是提供一种适用于水下泵送操作的频率变换器，其特别注重于操作可靠性，稳定性并且很少需要维护。使用要求能达到在3000米深处工作25年。基于半导体技术的标准频率变换器是将具有给定频率的交流(AC)功率变换成其它选定频率上的交流功率，无需任何中间DC连接。变换是通过在受控制的时间间隔期间在给定输入和输出端子之间形成连接来执行的。通过依次将输入频率为F1的AC输入电源上的电压波形上选定的部分连接到端子上，产生输出频率为F0的输出电压波形。这种频率变换器的形式是标准对称循环换流器电路，以便从三相电网向三相电动机供电。标准循环换流器模块包括电动机每一相的双变换器。通常的方法是采用三个相同且基本上独立的提供三相输出的双变换器。频率变换器的各种公知类型中有一种对称12-脉冲中心循环换流器，它是包括三个相同的4-象限12-脉冲中心变换器，各自用于一相输出。所有三个变换器共用输入变压器上共同的副边绕组。对于平衡3相负载Y形连接的电动机，可以省去零线。基于半导体技术的另一种公知的频率变换器是所谓的对称12-脉冲桥式电路，它具有三个相同的4-象限12-脉冲桥式变换器，各自用于一相输出。从输入变压器上独立的副边绕组向六个单独的6-脉冲变换器各自上的输入端子供电。应该注意到对一个以上变换器不允许使用同一副边绕组。这是因为每个12-脉冲变换器本身需要两个完全绝缘的变压器副边绕组。由此就不可避免地引出了本专利技术的一个次要但仍重要的目的主要是避免安装于深水处的频率变换器中的半导体部件，为此而提出了按照基于全新概念的本专利技术的新式磁变换器技术。因此本专利技术包括一种磁感应电流或电压调节器，其第一实施例的特征是包括由可磁化材料制成并且提供闭合磁路的主体，沿着闭合磁路的至少一部分围绕主体至少缠绕一匝构成第一主绕组的至少一个第一电导体，沿着闭合磁路的至少一部分围绕主体至少缠绕一匝构成第二主绕组或控制绕组的至少一个第二电导体，主绕组中各匝的绕组轴线与控制绕组中的各匝的绕组轴线成直角。其目的是在主体中提供正交磁场，利用控制绕组的磁场控制可磁化材料相对于主绕组磁场的特性。在第一实施例的优选方案中，主绕组中各匝的轴线与主体的纵向平行或是重合，而控制绕组的各匝基本上沿着可磁化主体延伸，并且控制绕组的轴线与主体的纵向成直角。第一实施例的第二种可能的变形是控制绕组中各匝的轴线与主体的纵向平行或是重合，而主绕组的各匝基本上沿着可磁化主体延伸，并且主绕组的轴线与主体的纵向成直角。通过沿着闭合磁路的至少一部分围绕主体缠绕至少一匝来设置第三电导体而构成第三主绕组，使第三主绕组中各匝的绕组轴线与第一主绕组中各匝的绕组轴线重合或是平行，就能将第一实施例的装置用作变压器，因而在第一和第三主绕组中的至少一个受激励时在二者之间形成变压器作用。本专利技术第一实施例适用的第二种可能是用作这样一种变压器，沿着闭合磁路的至少一部分装上围绕主体缠绕至少一匝的第三电导体而构成第三主绕组，使第三主绕组中各匝的绕组轴线与控制绕组中各匝的绕组轴线重合或是平行，因而在第三主绕组和控制绕组中的至少一个受激励时在二者之间形成变压器作用。本专利技术的第二实施例包括一种磁感应电流或电压调节器，其特征在于它包括第一主体和第二主体，其各自由提供闭合磁路的可磁化材料制成，上述主体是并列的，沿着闭合磁路的至少一部分缠绕至少一匝构成第一主绕组的至少一个第一电导体，围绕第一和/或第二主体的至少一部分缠绕至少一匝构成第二主绕组或控制绕组的至少一个第二电导体，其中主绕组中各匝的绕组轴线与控制绕组中各匝的绕组轴线成直角。其目的是在主体中形成正交磁场，从而利用控制绕组中的磁场来控制可磁化材料相对于主绕组中磁场的特性。主绕组和控制绕组还可以交换，从而构成一种磁感应电流或电压调节器，其特征在于它包括围绕第一和/或第二主体的至少一部分缠绕至少一匝构成第一主绕组的至少一个第一电导体，沿着闭合磁路缠绕至少一匝构成第二主绕组或控制绕组的至少一个第二电导体，其中主绕组中各匝的绕组轴线与控制绕组中各匝的绕组轴线成直角，其目的是在主体中形成正交磁场，利用控制绕组中的磁场来控制可磁化材料相对于主绕组中磁场的特性。第二实施例的一种优选变形包括第一和第二磁场连接器，它们与主体共同构成闭合的磁路。通过装备上缠绕一匝构成第三主绕组的第三电导体，使第三主绕组中各匝的绕组轴线与第一主绕组或控制绕组中各匝的绕组轴线A2重合或是平行，就能将第二实施例的装置用作变压器，在第三主绕组和第一主绕组或是控制绕组中的至少一个受激励时在第三主绕组和第一主绕组或控制绕组之间形成变压器作用。按照本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁感应电流或电压调节器，其特征在于，它包括： 由可磁化材料构成并且提供闭合磁路的主体（１）， 沿着闭合磁路的至少一部分围绕主体（１）缠绕至少一匝从而形成第一主绕组（２）的至少一个第一电导体（８）， 沿着闭合磁路的至少一部分围绕主体（１）缠绕至少一匝从而形成第二主绕组或控制绕组（４）的至少一个第二电导体（９）， 其中主绕组（２）中所述各匝的绕组轴线（Ａ２）与控制绕组（４）中所述各匝的绕组轴线（Ａ４）成直角，以在主体（１）中提供正交的磁场（Ｈ１，Ｂ１；Ｈ２，Ｂ２），从而利用控制绕组（４）的磁场（Ｈ２，Ｂ２）控制可磁化材料相对于主绕组（２）的磁场（Ｈ１，Ｂ１）的特性。

【技术特征摘要】
NO 2000-5-24 200026521.一种磁感应电流或电压调节器，其特征在于，它包括由可磁化材料构成并且提供闭合磁路的主体(1)，沿着闭合磁路的至少一部分围绕主体(1)缠绕至少一匝从而形成第一主绕组(2)的至少一个第一电导体(8)，沿着闭合磁路的至少一部分围绕主体(1)缠绕至少一匝从而形成第二主绕组或控制绕组(4)的至少一个第二电导体(9)，其中主绕组(2)中所述各匝的绕组轴线(A2)与控制绕组(4)中所述各匝的绕组轴线(A4)成直角，以在主体(1)中提供正交的磁场(H1，B1；H2，B2)，从而利用控制绕组(4)的磁场(H2，B2)控制可磁化材料相对于主绕组(2)的磁场(H1，B1)的特性。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，主绕组(2)中各匝的轴线(A2)与主体(1)的纵向(A1)平行或重合，而控制绕组(4)中的各匝基本上沿着可磁化主体(1)延伸，从而控制绕组(4)的轴线(A4)与主体(1)的纵向(A1)成直角。3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，控制绕组(4)中各匝的轴线(A4)与主体(1)的纵向(A1)平行或重合，而主绕组(2)中的各匝基本上沿着可磁化主体(1)延伸，从而主绕组(2)的轴线(A2)与主体(1)的纵向(A1)成直角。4.如前述权利要求中的一项所述的装置，其特征在于，它包括沿着闭合磁路的至少一部分围绕主体(1)缠绕至少一匝从而形成第三主绕组(3)的一第三电导体(27)，其中第三主绕组(3)中各匝的绕组轴线(A3)与第一主绕组(2)中各匝的绕组轴线(A2)重合或平行，因而在第一和第三主绕组(2，3)中的至少一个受激励时在二者之间形成变压器作用。5.如权利要求1-3中的一项所述的装置，其特征在于，它包括沿着闭合磁路的至少一部分围绕主体(1)缠绕至少一匝从而构成第三主绕组(3)的一第三电导体(27)，其中第三主绕组(3)中各匝的绕组轴线(A3)与第一控制绕组(4)中各匝的绕组轴线(A4)重合或平行，从而在第三主绕组和控制绕组(3，4)中的至少一个受激励时在二者之间形成变压器作用。6.一种磁感应电流或电压调节器，其特征在于，包括第一主体(6)和第二主体(7)，其每个是由提供磁路的可磁化材料构成的，所述主体(6，7)是并列的，沿着闭合磁路的至少一部分缠绕至少一匝从而构成第一主绕组(2)的至少一个第一电导体(8)，围绕第一和/或第二主体(6，7)的至少一部分缠绕至少一匝从而构成第二主绕组或控制绕组(4’，4”)的至少一个第二电导体(9)，其中主绕组(2)中各匝的绕组轴线(A2)与控制绕组(4)中各匝的绕组轴线(A4)成直角，以在主体(1)中提供正交磁场(H1，B1；H2，B2)，从而利用控制绕组(4)中的磁场(H2，B2)来控制可磁化材料相对于主绕组(2)中的磁场(H1，B1)的特性。7.一种磁感应电流或电压调节器，其特征在于，包括各自由可磁化材料制成的第一主体(6)和第二主体(7)，以及第一磁场连接器(10)和第二磁场连接器(11)，第一和第二磁场连接器和主体(6，7)共同构成闭合的磁路，所述主体(6，7)是并列的，围绕第一和/或第二主体(6，7)的至少一部分缠绕至少一匝从而构成第一主绕组(2)的至少一个第一电导体(8)，沿着闭合磁路的至少一部分缠绕至少一匝从而构成第二主绕组或控制绕组(4)的至少一个第二电导体(9)，其中主绕组(2)中各匝的绕组轴线(A2)与控制绕组(4)中各匝的绕组轴线(A4)成直角，以在主体(1)中形成正交磁场(H1，B1；H2，B2)，从而利用控制绕组(4)中的磁场(H2，B2)来控制可磁化材料相对于主绕组(2)中的磁场(H1，B1)的特征。8.如权利要求6或7所述的装置，其特征在于，它还包括与主体共同构成磁路的磁场连接器(10，11)。9.如权利要求6，7或8所述的装置，其特征在于，它包括被缠绕一匝从而形成第三主绕组(3)的一第三电导体(27)，其中第三主绕组(3)中各匝的绕组轴线(A3)与第一主绕组(2)中各匝的绕组轴线(A2)重合或平行，从而在第一和第三主绕组(2，3)中的至少一个受激励时在它们之间形成变压器作用。10.如权利要求6，7或8所述的装置，其特征在于，它包括缠绕至少一匝从而形成第三主绕组(3)的一第三电导体(27)，其中第三主绕组(3)中各匝的绕组轴线(A3)与控制绕组(4)中各匝的绕组轴线(A4)重合或是平行，从而在第三主绕组和控制绕组(分别是3和4)中的至少一个受激励时在它们之间形成变压器作用。11.如权利要求6，7，8，9或10所述的装置，其特征在于，第一和第二主体(6，7)是管形的，因而使得第一导体(8)或第二导体(9)从分别如权利要求6和权利要求7所述的第一和第二主体(6，7)中分别穿过，并且磁场连接器(10，11)包括导体(8，9)的开口(12)。12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，磁场连接器(10，11)每个包括便于插入第一或第二导体(8，9)并且用来中断来自导体(8，9)的磁场H1(B1)的磁场路径的一个缝隙(13)。13.如权利要求11所述的装置，其特征在于，配备有设在管(6，7)的端面与磁场连接器(10，11)之间的绝缘薄膜(15)。14.如权利要求11所述的装置，其特征在于，各个管(6，7)包括两个以上磁心部件(16，16’，16”)。15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，它包括设在磁心部件(16，16’，16”)之间的一个绝缘层(17)。16.如权利要求6-15所述的装置，其特征在于，管(6，7)具有圆形、正方形、矩形、三角形或是六边形的截面。17.一种磁感应电流或电压调节器，其特征在于，包括第一外部管形主体(20)和第二内部管形主体(21)，它们各自由可磁化材料构成并且提供一个磁路，所述主体(20，21)彼此是同心的，从而具有共同的轴线(A1)，围绕管形主体(20，21)缠绕至少一匝从而构成第一主绕组(2)的至少一个第一电导体(8)，设在主体(20，21)之间的空隙(22)中并且围绕主体的公共轴线(A1)缠绕至少一匝从而形成第二主绕组或控制绕组(4)的至少一个第二电导体(9)，其中主绕组(2)中各匝的绕组轴线(A2)与控制绕组(4)中各匝的绕组轴线(A4)成直角，以在主体(1)中提供正交磁场(H1，B1；H2，B2)，从而利用控制绕组(4)中的磁场(H2，B2)来控制可磁化材料相对于主绕组(2)中的磁场(H1，B1)的特性。18.一种磁感应电流或电压调节器，其特征在于，包括第一外部管形主体(20)和第二内部管形主体(21)，它们各自由可磁化材料构成，并且第一磁场连接器(10)和第二磁场连接器(11)和主体(20，21)一起共同提供一个闭合磁路，所述主体(20，21)彼此是同心的并且具有共同的轴线(A1)，设在主体(20，21)之间的空隙(22)中并且围绕主体的公共轴线(A1)缠绕至少一匝从而形成第一主绕组(2)的至少一个第一电导体(8)，围绕管形主体(20，21)缠绕至少一匝从而构成第二主绕组或控制绕组(4)的至少一个第二电导体(9)，其中主绕组(2)中各匝的绕组轴线(A2)与控制绕组(4)中各匝的绕组轴线(A4)成直角，以在主体(1)中提供正交磁场(H1，B1；H2，B2)，从而利用控制绕组(4)中的磁场(H2，B2)来控制可磁化材料相对于主绕组(2)中的磁场(H1，B1)的特征。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：E豪格斯，F斯特兰德，
申请(专利权)人：马格技术公司，
类型：发明
国别省市：NO[挪威]