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基于Labview的18脈沖ATRU變壓器參數設計

作者: 時(shí)間:2013-03-11 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò ) 收藏

摘要:以不對稱(chēng)式DP型18脈沖(ATRU)為研究對象,介紹了其工作原理及流程,并在Labview平臺上完成了18脈沖ATRU變壓器的設計,減小了18脈沖ATRU設計的復雜性。最后在設計的參數基礎上完成了12.5 kW18脈沖ATRU的樣機研制和實(shí)驗驗證。
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1 引言
多脈沖整流技術(shù)具有諧波抑制能力強,結構簡(jiǎn)單,可靠性高,過(guò)載能力強等特點(diǎn),應用前景廣闊。對18脈沖ATRU的變壓器部分進(jìn)行,并經(jīng)過(guò)多次優(yōu)化完成了基于Labview的軟件設計,減小了18脈沖ATRU設計的復雜性。

2 工作原理
圖1示出不對稱(chēng)式DP型18脈沖ATRU的電路原理圖,其中,自耦變壓器用于產(chǎn)生滿(mǎn)足整流器要求的3組三相電壓。

本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/175871.htm

a.JPG


兩組輔三相電壓相位分別超前和滯后于主三相電壓37°,幅值為其0.746倍。3組電壓經(jīng)整流橋后的輸出電壓為任意時(shí)刻線(xiàn)電壓最大值,二極管按照相應線(xiàn)電壓的矢量切換次序選通,輸出18個(gè)幅值相同,相位間隔20°的電壓,即18脈波。根據磁勢平衡原理及基爾霍夫電流定律,可得各結點(diǎn)電流表達式及理論波形,進(jìn)而得到輸入電流理論波形為18脈沖階梯方波,如圖2所示。

b.JPG


根據波形計算可得,不對稱(chēng)式18脈沖ATRU輸入電流的總諧波含量理論值為10.1%。實(shí)際鐵心繞組中,每個(gè)鐵心柱對應有一個(gè)初級繞組,4個(gè)次級繞組,初級繞組總匝數為Np,次級繞組Ns匝數分別為Ns1,Ns2,Ns3,Ns4,且Ns1=Ns4,Ns2=Ns3。通過(guò)矢量計算可得:Ns1/Np= 0.746,Ns2/Np=0.389。

3 DP型18脈沖ATRU軟件設計步驟
3.1 磁芯型號選擇
磁芯從BSD的E型鐵心型號中選取,由于設計功率基本為5 kW以上,流過(guò)導線(xiàn)的電流均比較大,所以導線(xiàn)選用扁導線(xiàn),而非圓導線(xiàn),從而提高窗口的利用率。
3.2 參數設計軟件的輸入輸出變量
軟件設計的輸入變量:電流密度j;鐵心磁密度Bm;鐵心尺寸;頻率f(360~800 Hz);有效截面系數ks;排繞系數kp;疊繞系數kd和功率等級P。
輸出量:鐵心尺寸及其有效截面積S;初、次級導線(xiàn)尺寸及要求:導線(xiàn)寬度d>3 mm,導線(xiàn)厚h>1mm,d>1.5mm,h7.5 mm;初、次級導線(xiàn)有效截面積Sp,Ss1,Ss2,Ss3,Ss4;初、次級線(xiàn)圈匝數Np,Ns1,Ns2,Ns3,Ns4;初、次級線(xiàn)圈層數Cp,Cs1,Cs2,Cs3,Cs4;窗口系數ku(0.2~0.4)。


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