电气传动２００６年第３６卷第１０期一种新型滤波用直流电抗器的原理与设计
一种新型滤波用直流电抗器的原理与设计
徐之文１宋立伟２邱瑞鑫１赵勇智１
１．华南理工大学科技开发公司２．哈尔滨工业大学
摘要：普通的直流电抗器体积和重量较大，严重制约着开关电源的小型化，并且线圈中所通过的电流是单
方向的直流电流，随着线圈电流的增加，铁心的磁通密度逐渐趋向饱和，如果在磁路上加一个直流偏置，就会
减小磁路上总的磁势，降低铁心中磁通密度的饱和程度。阐述了永磁偏置直流电抗器的工作原理，对该电抗
器的磁路进行了线性解析与设计，并通过实验进行了验证。
关键词：永磁偏置直流电抗器原理设计
ＰｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄＤｅｓｉｇｎｏｆａＮｅｗＤｉｒｅｃｔｏｒＣｕｒｒｅｎｔＲｅａｃｔｏｒｆｏｒＦｉｌｔｅｒｉｎｇ
１引言磁路解析，并通过实验进行了验证。
随着电力电子技术的发展，变频器、开关电源等电力电子设备的应用越来越广泛。变频器、开关电源等电力电子设备的输入电路都由整流桥和滤波电容构成，当把这些设备接到电网上使用时，会有大量的谐波电流流入电网，给电网造成严重污染。因此为了抑制流入电网的谐波电流，通常都要在这些设备中设有功率因数校正环节。但无论是有源功率因数校正还是无源功率因数校正，都需要有直流电抗器，而普通的直流电抗器体积和重量都比较大［１］。另外，在开关电源中，输出侧滤波电抗器的体积和重量占整个开关电源的比
例相当大，直接制约着开关电源向小型化发展［２］。
从以上举的两个例子来看，直流电抗器的小型化、
轻量化是实现电力电子设备小型化、轻量化的重
要途径之一。本文根据直流电抗器磁路的固有特
点，提出了一种稀土永磁偏置的新型磁路结构的
直流电抗器，分析了该电抗器的工作原理，进行了２６２工作原理
如图１所示。在普通的直流电抗器中，线圈中所通过的电流是单方向的直流电流，因此铁心中也只有单方向的线圈磁通。随着线圈电流的增加，加在磁路上的磁势也成比例增大，铁心的磁通密度逐渐趋向饱和，因此，电抗器的电感量会逐渐减小。如果在磁路上加一个大小和方向不变的永磁磁势，即在磁路上加一个直流偏置，使其产生的永磁体磁通方向与直流电流产生的磁通方向相反，这样，就会减小磁路上总的磁势，降低铁心中图１永磁偏置直流电抗器的工作原理图罴蠹蔷
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