变压器铁心谐波磁通抑制技术及其在工业整流中的应用

提出了一种基于感应滤波的变压器铁心谐波磁通抑制技术,以解决现有大功率整流系统谐波污染严重及变压器振动与噪音大等问题.对新型整流变压器及滤波装置进行了分析与设计,根据新型谐波屏蔽变压器的谐波抑制原理,从变压器铁心的谐波磁通抑制方面揭示了感应滤波技术在谐波抑制和降低变压器振动与噪音的本质及特点,提出一种通过判别谐波电压电流...     

新型换流变压器铁心谐波磁通 抑制与损耗计算

为研究新型换流变压器铁心谐波磁通抑制与损耗,以原理样机实测电流为激励,建立有限元二维仿真模型.基于场路耦合方法,对新型换流变压器是否投入感应滤波调谐装置的多种情况进行仿真.结果表明:新型换流变压器在投入感应滤波调谐装置时,能有效抑制铁心谐波磁通,降低铁心损耗,具有良好的节能效果.     

换流变压器原理样机电磁振动与噪声研究

针对换流变压器噪声超标问题,采用6台20 kVA、220 V、阻抗18％的单相四柱式变压器(仅器身),与两套6脉波整流桥一起,连接成12脉波整流装置,模拟高压直流输电系统中的整流站.运用实验方法测定各种工况下单台换流变压器的振动和噪声,对实验数据的分析表明,阀侧绕组高次谐波电压是导致换流变压器的振动及噪声加剧的主要因素.进而提出在换流变压器阀侧并联电容的方案,通过该电容减小阀侧高次谐波电压,从而降低换流变压器的振动及噪声.实验结果表明该方法降噪效果明显.     

实际工况下磁控饱和电抗器的振动研究

在不同的直流偏磁下,硅钢片会表现出不同的磁化特性以及磁致伸缩特性。为了研究实际工作状态中磁控饱和电抗器的振动,对不同直流偏磁下硅钢片的磁化特性和磁致伸缩特性进行测量。并基于测得的本构关系,建立磁控饱和电抗器的电磁-机械多场耦合模型。考虑铁心的电磁力和硅钢片的磁致伸缩效应,进行磁控饱和电抗器在不同直流偏磁下电磁场和机械场的数值计算,以得到磁通密度、应力和振动的分布情况以及直流偏磁程度对磁控饱和电抗器振动的影响,进而分析电抗器不同位置的振动情况,为减少磁控饱和电抗器的振动噪声提供有力的理论依据与计算方法。     

变压器感应滤波技术抑制HVDC谐波不稳定机理研究

高压直流输电系统(HVDC)当交直流侧发生谐振或者换流变压器铁芯饱和时,将产生谐波不稳定的现象.针对HVDC系统谐波不稳定现象发生的机理,提出采用感应滤波技术抑制谐波不稳定的方案,并且基于PSCAD/EMTDC仿真软件建立基于感应滤波技术的高压直流输电仿真模型,计算了系统阻抗频率特性,并分析感应滤波技术对直流偏磁状态下...     

考虑叠片效应的变压器铁心多场仿真模型研究

为了提高电力变压器铁心噪声预估的准确性,通过修正铁心的动力学参数,利用能量法分配等效磁致伸缩力载荷,建立电磁-结构-声场耦合的仿真计算模型。应用有限元方法求解了三相三柱变压器铁心在空载条件下的磁通密度分布、表面振动速度分布以及声场分布,对比实验测量与铁心模型仿真结果,发现修正后的铁心模型噪声仿真结果与实验吻合度更高;该数值计算模型为预估变压器铁心振动噪声提供了更为准确的分析手段。     

考虑叠片效应的变压器铁心多场仿真模型

为了提高电力变压器铁心噪声预估的准确性,通过修正铁心的动力学参数,利用能量法分配等效磁致伸缩力载荷,建立电磁-结构-声场耦合的仿真计算模型。应用有限元方法求解了三相三柱变压器铁心在空载条件下的磁通密度分布、表面振动速度分布以及声场分布,对比实验测量与铁心模型仿真结果,发现修正后的铁心模型噪声仿真结果与实验吻合度更高;该数值计算模型为预估变压器铁心振动噪声提供了更为准确的分析手段。     

变压器铁心电磁振动仿真及影响因素研究

为了研究变压器铁心的电磁振动的多场耦合问题,使用应变能原理修正铁心磁-结构耦合关系对变压器铁心的本体振动进行仿真研究.将硅钢片磁化特性曲线导入到仿真模型中,计算得到线圈中的电流密度以及铁心闭合回路中的磁感应强度分布,实现电场与磁场的耦合.利用应变能原理对磁致伸缩力进行等效,并以等效磁致伸缩力为耦合变量对铁心进行结构瞬态...     

新型换流变压器谐波模型及其配套滤波装置设计

阐述了新型换流变压器及其滤波系统的接线方案和谐波抑制机理.建立了新型换流变压器谐波模型,分析计算了新型换流变压器各绕组的谐波电流分布,实验验证了该模型的正确性.对直流输电开发平台进行了滤波装置实例设计,仿真和实验结果基本一致.证明了新型换流变压器及其滤波系统原理正确,滤波效果好,平台参数选择合理,新系统具有良好的应用前景.     

三相电力变压器振动噪声的多物理场研究

根据变压器振动产生机理,在时变电磁场及结构力学方程的基础上,使用COMSOL建立物理模型,从多场耦合的角度,对一台三相三柱式电力变压器在空载和负载条件下其磁场分布、铁芯磁致伸缩应力、应变及绕组洛伦兹力分别进行计算。计算结果给出的图像形象验证了空载和轻载时磁致伸缩是铁芯振动的主要原因,满载和过载情况下绕组洛伦兹力对变压器振动的贡献不能忽视,为后续的如何降振、降噪的研究提供了借鉴。     

特高压直流输电系统新型谐波抑制方法研究

传统的特高压直流输电系统一般在换流站交流网侧布置滤波兼无功补偿装置.为了避免谐波对换流变压器的不良影响,本文提出了一种滤波绕组并联的感应滤波换流变压器的谐波抑制方法,文中描述了其接线方案,解释了其滤波机理,并与传统的滤波方案进行了对比分析.以酒泉-湖南的±800kV特高压直流输电的工程参数为依据,搭建了所提滤波方案和传统方案的仿真模型.两个模型的阀侧和网侧电流的对比分析证明,新型谐波抑制方法效果良好.     

新型直流输电系统改善谐波不稳定的机理分析

将三相不对称的交流电源用正序和负序电压表示,用傅里叶分析方法计算了正序和负序电压传递到直流侧的谐波电压的规律,将这一理论应用到基于感应滤波的直流输电系统,计算在交流系统故障时,直流侧电压谐波的数学表达式,比较在同样的交流系统故障条件下,基于感应滤波的直流输电系统在抑制直流侧谐波幅值方面优于传统的直流输电系统,最后参考实验室基于感应滤波的直流输电系统模型,对输电系统在交流系统故障下的直流电压谐波进行了动模实验.结果表明,由于在感应滤波换流变压器的第三绕组接入2,11,13次LC滤波器,使直流电压中含量高的低次谐波大大减少,直流输电系统谐波不稳定得到一定的抑制。     

基于磁通补偿的并联混合型有源电力滤波器

针对高电压系统.提出一种基于磁通补偿并联混合型有源电力滤波器.通过磁通补偿,使并联变压器呈现可控阻抗.基于谐波磁通补偿,并联变压器对谐波呈现近似为零的低阻抗,从而输导系统中的谐波电流流入并联变压器支路;基于基波磁通补偿,并联变压器对基波呈现连续无级可调电抗,与无源滤波器相结合构成静止无功补偿器(SVC),实时补偿系统的无功功率.建立了系统的数学模型,进行了系统的稳定性分析及稳态误差估算.实验结果表明,此滤波方案具有良好的谐波抑制和无功补偿的性能.     

超磁致伸缩力传感器及其实验研究

基于磁致伸缩逆效应原理,以超磁致伸缩棒为敏感元件研究了一种具有高灵敏度的新型超磁致伸缩力传感器,通过集成在结构内部的霍尔传感器测量磁通密度来实现静态力的测量.同时,为了提高传感器的测量灵敏度,提出了一种安装在霍尔传感器周围的不锈钢钢环的特殊结构.给出了超磁致伸缩力传感器的测量原理和设计过程,并通过实验研究确定了偏置磁场、预紧力和超磁致伸缩棒的尺寸等因素对传感器输出特性的影响规律,分别得到了传感器工作的最佳偏置磁场和预紧力,为超磁致伸缩力传感器的深入研究和精确控制提供了一种技术途径.     

变压器的噪声及其合理控制

简要介绍了噪声的允许标准，从变压器铁心的磁致伸缩、结构形式、装配工艺以及变压器冷却装置等方面分析变压器噪声产生的原因，在此基础上，提出降低变压器噪声的主要措施．     

铁磁质在磁场中所受磁场力的数学模型

介绍了电磁场理论中基于虚功原理导出的磁场力的一般数学表达式以及从不同角度描述铁磁质磁致伸缩现象的几种方法、引入弹性力学理论中的应变能密度概念，从能量守恒和功能转换的角度描述了表征磁致伸缩现象的磁场力．进而给出了磁准静态场和正弦交变电磁场条件下铁磁质所受磁场力的数学模型．这些数学模型的建立为分析大型电力变压器铁芯及其他电力设备磁路的振动和噪声奠定了基础．     

感应滤波四绕组变压器及其滤波补偿装置分析

为改善220kV变电站的电能质量,提出了一种基于感应滤波技术的四绕组变压器,相比传统三绕组变压器,其增加了一个具有零阻抗设计特征的附加滤波绕组.附加滤波绕组接配套的滤波补偿装置,此变压器能够高效抑制110kV和35kV负载侧的谐波,减小220kV侧的谐波电流.对比分析了几种较为常用无功补偿容量的分配方案,确定了采用配系数分配方法设计感应滤波四绕组变压器配套滤波补偿装置的优化方案,从而实现了滤波总电感最小的目的,保证了滤波补偿装置的经济性.利用PSCAD/EMTDC软件建立了感应滤波四绕组变压器及滤波补偿装置的仿真模型.仿真结果表明,本文提出方案的滤波效果远远优于传统的三绕组变压器的滤波方案,具有良好的工程应用前景.     

考虑开槽和饱和时鼠笼异步电动机谐波的解析计算

为了在设计阶段降低异步电动机电磁振动噪声,有必要计算气隙磁通密度谐波。该文提出了考虑开槽和饱和时鼠笼异步电动机电流谐波和气隙磁通密度谐波的解析计算方法。建立求解稳态电流谐波的数学模型,再由电流求出总磁动势和气隙磁通密度谐波。电流谐波与磁通密度谐波之间的相互依赖关系可利用多次求解来处理。与实测结果和有限元法计算结果的比较验证了该方法的有效性。该解析法可应用于气隙磁通密度谐波的快速计算,尤其对于中大型异步电动机有重要的实用价值。     

考虑磁致伸缩效应的偏转式发电机的振动特性研究

为了提高风能利用率,解决现有开关磁阻发电机转子旋转的单一性问题,提出一种新型可偏转双定子开关磁阻式风力发电机。首先,基于电磁-固体力学模块,建立定子结构磁固耦合数值模型,对电磁场、磁通密度、磁致伸缩密度进行了理论分析。其次,采用有限元平台对发电机进行了直观建模,基于力学理论建立考虑磁致伸缩效应的电磁-固体力学基本方程。最后,通过有限元法对发电机内、外双定子以及转子自转、偏转进行磁固耦合仿真,得到应力分布及对应的振动位移。仿真结果表明:磁致伸缩效应下的振动位移属纳米级别且所受应力较小,对发电机运行影响可忽略不计。磁固耦合的分析方法可为分析电机振动、进一步优化发电机参数提供理论参考。     

超磁致伸缩超声换能器设计分析

基于超磁致伸缩材料设计了一种超声换能器,推导了超声振子的频率方程,并且用ANSYS有限元软件对换能器的关键部件进行了动力学分析,得到了关键部件的模态和谐响应特性,验证了设计方法的可行性.对振动系统进行了静态磁场和谐波磁场分析,结果表明:增加磁回路中导磁材料的磁导率可以增加超磁致伸缩棒的轴向磁场强度和磁场均匀度,但当材料的相对磁导率大于1 000时,轴向磁场强度和磁场均匀度的增加幅度逐渐趋于平衡;在高频激励下,超磁致伸缩棒呈现出了严重的电涡流效应,严重限制了其驱动性能,必须对超磁致伸缩棒进行处理.