高壓諧振變壓器的研究
摘要:論述了諧振變壓器的原理,設(shè)計(jì)方法及研制中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題,并通過(guò)計(jì)算值與實(shí)測(cè)值對(duì)比的方法證明了文中計(jì)算公式的精確性和實(shí)用性。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/187623.htm1前言
隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,采用高壓諧振技術(shù)對(duì)大容量電氣設(shè)備進(jìn)行工頻耐壓試驗(yàn)已經(jīng)成為可能,目前已被廣泛用于電纜,電容器、發(fā)電機(jī)等具有大電容的電力設(shè)備的交流試驗(yàn)。原理是通過(guò)調(diào)節(jié)鐵心磁路的氣隙長(zhǎng)度,得到連續(xù)變化的電感L,使其與被試品對(duì)地電容C發(fā)生諧振。本文以一臺(tái)150kVA試驗(yàn)裝置為模型,闡述高壓諧振變壓器的原理與有關(guān)參數(shù)的計(jì)算。
2諧振變壓器原理
21結(jié)構(gòu)特征
圖1殼式諧振變壓器
圖2諧振變壓器的伏安特性
諧振變壓器的鐵心可以做成兩種不同的結(jié)構(gòu):殼式和心式。心式鐵心變壓器在一系列主要指標(biāo)方面不如殼式鐵心變壓器,其重量和外型尺寸較大,調(diào)節(jié)氣隙的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜。為此,我們研制的試驗(yàn)裝置采用殼式結(jié)構(gòu),見(jiàn)圖1。諧振變壓器繞組套裝在可移動(dòng)的中心柱外面。
22特性曲線
諧振變壓器的特性曲線如圖2所示。由圖2可見(jiàn),在不同氣隙長(zhǎng)度δ下,諧振變壓器的伏安特性具有良好的線性關(guān)系,其電感L與變壓器上的電壓值無(wú)關(guān)。因而這種諧振變壓器在用于交流諧振試驗(yàn)時(shí),可先在低壓條件下進(jìn)行調(diào)諧(通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)改變動(dòng)鐵心與下軛鐵心之間的氣隙長(zhǎng)度),當(dāng)調(diào)諧到諧振時(shí),再升高試驗(yàn)電壓,系統(tǒng)調(diào)諧非常方便。
23回路電感L與鐵心氣隙長(zhǎng)度δ的關(guān)系
氣隙可調(diào)諧振變壓器,無(wú)論是串聯(lián)型還是并聯(lián)型,都是通過(guò)調(diào)節(jié)鐵心氣隙長(zhǎng)度,改變回路電感量L,使諧振變壓器發(fā)生諧振。這就是對(duì)于具有一定對(duì)地電容的被試器,通過(guò)改變鐵心氣隙長(zhǎng)度使諧振變壓器發(fā)生諧振的機(jī)理。但是需要注意的是氣隙長(zhǎng)度不可過(guò)大,過(guò)大會(huì)使已建立的諧振條件遭到破壞。
圖3串聯(lián)諧振變壓器的等值電路
圖4并聯(lián)諧振變壓器的等值電路
24調(diào)諧原理
?。?)串聯(lián)調(diào)諧 串聯(lián)諧振變壓器的等值電路如圖3所示。當(dāng)對(duì)諧振變壓器施加US=220V,f=50Hz的工頻電壓后,通過(guò)手動(dòng)或自動(dòng)調(diào)節(jié),使即XL=XC時(shí),回路發(fā)生串聯(lián)諧振,這里回路電流IS最大因?yàn)镽CRL,則有
Is≈US/Rc(1)
被試品上的電壓UC和調(diào)諧電抗器上的電壓UL分別為: 當(dāng)調(diào)諧到諧振時(shí)(2) 式(2)中比值(3)
ω0為諧振角頻率 Q稱(chēng)為串聯(lián)諧振回路的品質(zhì)因數(shù)。因?yàn)椋訯1。從而得出電源容量(4)
由式(4)可知,當(dāng)諧振變壓器調(diào)諧到諧振時(shí),電源電壓和容量均為被試品對(duì)應(yīng)電壓和容量的1/Q。所以與一般試驗(yàn)變壓器相比,諧振變壓器具有重量輕、體積小的優(yōu)點(diǎn)。
?。?)并聯(lián)調(diào)諧
并聯(lián)諧振變壓器的等值電路如圖4所示。 當(dāng)RL≤ωL,時(shí),并聯(lián)諧振的諧振頻率fo為:(5)
評(píng)論