磁控電抗器的直流偏磁建模及算法研究.pdf

1、隨著我國(guó)工業(yè)規(guī)模的不段發(fā)展壯大，對(duì)電能的需求日益增長(zhǎng)，綠色供電已成為了當(dāng)代的一種潮流。作為一種重要的無(wú)功補(bǔ)償裝置，磁控電抗器由于能夠減少線損、提高電能質(zhì)量，在電力行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。磁控電抗器正常工作時(shí)，會(huì)產(chǎn)生交變磁場(chǎng)與直流磁場(chǎng)，電抗器鐵心在交直流磁場(chǎng)的共同作用下，產(chǎn)生直流偏磁現(xiàn)象，其工作電流也會(huì)伴隨著發(fā)生畸變。而磁控電抗器的性能在很大程度上與鐵心的磁滯特性及其損耗有關(guān)。隨著工程對(duì)設(shè)計(jì)精度的要求越來(lái)越高，就更需要準(zhǔn)確的建立直流偏磁磁滯

2、模型。本文就是從磁控電抗器磁滯特性的角度出發(fā)，建立電抗器的直流偏磁模型。通過(guò)電磁耦合原理，建立磁控電抗器的數(shù)學(xué)模型，研究其直流偏磁下工作電流的特性。
　　首先，對(duì)磁控電抗器的基本工作機(jī)理進(jìn)行闡述，為后續(xù)研究直流偏磁特性奠定基礎(chǔ);利用ANSOFT軟件建立電抗器的二維有限元仿真模型，將廠家給出的硅鋼片鐵心直流偏磁磁化曲線應(yīng)用于該磁場(chǎng)仿真中，得到了直流偏磁下電抗器磁感應(yīng)強(qiáng)度的分布情況;并對(duì)比分析了磁控電抗器與變壓器直流偏磁的區(qū)別。

3、>　　然后，對(duì)鐵磁材料常用的經(jīng)典磁滯模型進(jìn)行介紹，包括Precisach模型、J-A磁滯模型以及基于Precisach模型改進(jìn)的磁滯模型等。具體探討并總結(jié)了J-A模型中五個(gè)參數(shù)對(duì)磁滯回線的影響。不管是Precisach模型、J-A磁滯模型還是基于Precisach模型改進(jìn)的磁滯模型得到的均是對(duì)稱(chēng)的磁滯回線，不能對(duì)鐵磁材料的次磁滯現(xiàn)象進(jìn)行描述。顯然，對(duì)于處于交直流共同作用下的磁控電抗器來(lái)說(shuō)，這些磁滯模型是不適用的。要想對(duì)磁控電抗的直流偏磁

4、特性進(jìn)行準(zhǔn)確描述，就必須另辟蹊徑。為此，本文基于廣州駿發(fā)電氣有限公司生產(chǎn)的400V/100kVAR的磁控電抗器為實(shí)驗(yàn)樣本，采用相關(guān)記錄儀器得到不同觸發(fā)角下的電壓電流波形及數(shù)值，將其整理成數(shù)據(jù)對(duì)樣本，并基于此數(shù)據(jù)對(duì)樣本，提出了一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的直流偏磁磁滯模型，得到不同偏磁下的磁滯回線。證實(shí)了該直流偏磁模型能夠很好的描述磁控電抗器鐵心材料的直流偏磁特性。該模型不僅避免了傳統(tǒng)磁滯模型數(shù)學(xué)表達(dá)的復(fù)雜性，也提高了模擬的準(zhǔn)確度，更適用于工程的