基于谐波注入的串联电抗器的减振研究

发布时间：2021-07-01 18:08

　　减振降噪是电抗器在制作和应用过程中需要考虑的重要因素,但目前的减振方法多集中在被动减振方面,无法从根源上减小电磁振动。该文针对串联电抗器提出一种基于谐波注入的主动减振方法。首先,根据串联电抗器的振动加速度与其输入功率变化率的正比例关系推导出功率变化率与输入电流的关系,由于电抗器中注入谐波会改变其输入电流的波形,所以提出通过增加反向奇数次谐波激励来降低电抗器的功率变化率,从而抑制电抗器的振动,并利用遗传算法计算出最优的谐波注入量。然后,建立串联电抗器的电磁-机械耦合模型,基于有限元法计算电抗器铁心的电磁振动,对比分析得到注入谐波后串联电抗器的平均减振效果为12.90%。最后,搭建串联电抗器振动实验平台,得到注入谐波后电抗器的振动加速度平均幅值减小为12.75%,验证了仿真结果的正确性。通过仿真与实验证明了该方法对电抗器有很好的减振效果。 

【文章来源】：电工技术学报. 2020,35(16)北大核心EICSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

=0.065s时刻电抗器铁心应力分布（a）基波激励（b）叠加谐波激励

浠?收?悍逯抵?钭钚。?为835MinFI,I1.380310。因为3次、5次谐波注入量相对于基波主激励非常小，所以可忽略其对电抗器的影响。注入谐波后的功率变化率采集电路如图1所示，电阻R和电感L模拟了电抗器绕组的内在阻抗，可通过改变3I和5I的峰值来调节谐波的注入量。图1功率变化率采集电路Fig.1Powerchangerateacquisitioncircuitdiagram将最优的3次和5次谐波注入量3i和5i输入功率变化率电路，分别得到基波及注入谐波激励时的功率变化率，如图2所示。图2基波及注入谐波激励时的功率变化率Fig.2Powerchangeratecurveswhenfundamentalwaveandinjectedharmonicexcitation由图2可知，电抗器输入功率变化率曲线为正弦波形，周期为0.01s，注入谐波后其波形负峰值处出现小的凹槽。基波激励时，ddPkt的峰值是ax)mf(i7minf(i)7.898110，注入谐波后ddPkt的正负峰

慕峁辜俺叽?Fig.3Structureandsizeofseriesreactor中间铁心柱上缠绕的是基波激励绕组，两个谐波激励绕组分别缠绕在左右两个铁心柱周围，基波绕组与谐波绕组匝数均为31匝。将1.2节计算出的最优的等效谐波注入量I3和I5通入谐波绕组，计算注入谐波前后电抗器铁心的振动情况。电抗器的电磁振动与其磁通密度和铁心的应力分布密切相关。经计算，得到基波激励与叠加谐波激励的电抗器在t=0.065s时的铁心磁场与应力分布分别如图4和图5所示。（a）基波激励（b）叠加谐波激励图4t=0.065s时刻电抗器铁心磁场强度分布Fig.4Distributionofmagneticfieldstrengthofreactorcoreatt=0.065s（a）基波激励（b）叠加谐波激励图5t=0.065s时刻电抗器铁心应力分布Fig.5Stressdistributionofreactorcoreatt=0.065s

【参考文献】：
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本文编号：3259617