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基于Labview的18脉冲ATRU变压器参数设计

发布时间:2020-06-30 18:03:48 阅读: 来源:砂浆泵厂家

摘要:以不对称式DP型18脉冲自耦变压整流器(ATRU)为研究对象,介绍了其工作原理及参数设计流程,并在Labview平台上完成了18脉冲ATRU变压器的设计软件,减小了18脉冲ATRU设计的复杂性。最后在软件设计的参数基础上完成了12.5 kW18脉冲ATRU的样机研制和实验验证。关键词:自耦变压整流器;参数设计;软件1 引言 多脉冲整流技术具有谐波抑制能力强,结构简单,可靠性高,过载能力强等特点,应用前景广阔。对18脉冲ATRU的变压器部分进行参数设计,并经过多次优化完成了基于Labview的软件设计,减小了18脉冲ATRU设计的复杂性。2 工作原理 图1示出不对称式DP型18脉冲ATRU的电路原理图,其中,自耦变压器用于产生满足整流器要求的3组三相电压。

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两组辅三相电压相位分别超前和滞后于主三相电压37°,幅值为其0.746倍。3组电压经整流桥后的输出电压为任意时刻线电压最大值,二极管按照相应线电压的矢量切换次序选通,输出18个幅值相同,相位间隔20°的电压,即18脉波。根据磁势平衡原理及基尔霍夫电流定律,可得各结点电流表达式及理论波形,进而得到输入电流理论波形为18脉冲阶梯方波,如图2所示。

根据波形计算可得,不对称式18脉冲ATRU输入电流的总谐波含量理论值为10.1%。实际铁心绕组中,每个铁心柱对应有一个初级绕组,4个次级绕组,初级绕组总匝数为Np,次级绕组Ns匝数分别为Ns1,Ns2,Ns3,Ns4,且Ns1=Ns4,Ns2=Ns3。通过矢量计算可得:Ns1/Np= 0.746,Ns2/Np=0.389。3 DP型18脉冲ATRU软件设计步骤3.1 磁芯型号选择 磁芯从BSD的E型铁心型号中选取,由于设计功率基本为5 kW以上,流过导线的电流均比较大,所以导线选用扁导线,而非圆导线,从而提高窗口的利用率。3.2 参数设计软件的输入输出变量 软件设计的输入变量:电流密度j;铁心磁密度Bm;铁心尺寸;频率f(360~800 Hz);有效截面系数ks;排绕系数kp;叠绕系数kd和功率等级P。 输出量:铁心尺寸及其有效截面积S;初、次级导线尺寸及要求:导线宽度d>3 mm,导线厚h>1mm,d>1.5mm,h7.5 mm;初、次级导线有效截面积Sp,Ss1,Ss2,Ss3,Ss4;初、次级线圈匝数Np,Ns1,Ns2,Ns3,Ns4;初、次级线圈层数Cp,Cs1,Cs2,Cs3,Cs4;窗口系数ku(0.2~0.4)。

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