铁芯电抗器设计-华中科技大学
干式半芯电抗器的材料与结构优化研究
干式半芯电抗器的材料与结构优化研究摘要：干式半芯电抗器是电力系统中常用的一种电力电子设备，主要用于电力调节、电力质量控制等方面。
本文通过对干式半芯电抗器的材料及结构进行优化研究，分析了其对设备性能的影响，并提出了相应改进方案。
研究结果表明，在材料选择与结构设计上进行合理的优化可以显著提高干式半芯电抗器的性能，提高电力系统的稳定性和效率。
1. 引言干式半芯电抗器是一种用于电力系统中的无饱和铁芯电感器，其采用非饱和磁性材料及特殊结构设计，能有效地控制电流的变化，提高电力系统的稳定性。
然而，在实际应用中，干式半芯电抗器存在一些问题，如温升较大、损耗较高等。
因此，对其材料及结构进行优化研究，探索提高其性能的方法，对于电力系统的运行具有重要意义。
2. 材料选择优化干式半芯电抗器的材料选择对其性能具有重要影响。
一般来说，要选择具有良好磁导率、低温升、低损耗的材料。
传统的铁芯材料如硅钢片具有较高的磁导率和饱和磁感应强度，但其在高频环境下存在较大损耗。
因此，可以考虑采用新型材料如铁氧体，其具有低损耗、良好的磁导率和高饱和磁感应强度等优点，能够有效提高干式半芯电抗器的性能。
除了材料的选取，还可以考虑在导体材料上进行优化。
一般情况下，铜是常用的导体材料，但其电阻率较大，导致能量损耗增加。
可以考虑选择导电性能更好的铝或银作为导体材料，以降低能量损耗，提高干式半芯电抗器的效率。
3. 结构设计优化除了材料的选择，干式半芯电抗器的结构设计也对其性能具有重要影响。
在设计时，应考虑到磁路的完整性和通风散热。
首先，磁路的完整性对于干式半芯电抗器的稳定性和效率至关重要。
为了确保磁路的完整性，应合理选择磁路路径，避免磁通穿越不必要的材料。
在设计过程中，可以利用磁场仿真软件来进行模拟分析，优化磁路的设计。
其次，干式半芯电抗器的散热性能对于其温升和损耗的控制具有重要意义。
为了提高散热性能，可以采用层状设计，增加散热表面积。
此外，还可以在结构中添加风道，增强通风效果，降低温升。
铁心电抗器电感计算公式
铁心电抗器电感计算公式铁心电抗器电感计算公式当有气隙时，其磁阻主要取决于气隙尺寸。
由于气隙的磁化曲线基本上是线性的，所以其电感值仅取决于自身线圈匝数、铁心截面和气隙的尺寸。
主磁通所产生的电感LMLM=®/I = [0W2 SM / n d=1.257 W2 SM / n d X10 -8 (H)式中：® —磁通量(WbI —电流(A)4 —空气中的导磁率二0.4 n 氷0 -6 = 1.257 X10 -6 (H/m)W —线圈匝数SM —气隙处总有效截面积(cm 2 )n —气隙个数d—单个气隙尺寸(cm )SM —气隙处总有效截面积计算选择单个气隙尺寸d=0.5~3 cm计算行射宽度EE=d/ n n ((H+d) /d) cmn=PI() 圆周率H—铁饼高度,一般5 cm计算行射面积(圆形铁心时)SESE=2E<AM+BM+2E) cm 2AM-叠片总厚度cmBM-最大片宽cm(矩形铁心时)SESE=2E><AM+BM) cm 2AM-叠片总厚度cmBM-片宽cm计算气隙处总有效截面积SM=SF / KF +SE cm 2SF—铁芯截面KF-叠片系数漏磁通所产生的电感LdLd= 1.257 W2 Sd p/ H1 X10 -6 (H) 式中：W —线圈匝数Sd —总漏磁链p —洛氏系数铁心电抗器电感计算公式H1 —线圈高度cmSd=2d3 F RF + n Rn2 - SF / KF尸1- 2 （RW - RO / （曲1）式中：F —线圈幅向尺寸cmRF —线圈平均半径cmRn —线圈内半径cmRW—线圈外半径cmRO —铁芯半径cmH1 —线圈高度cm线圈总电感L= LM + Ld线圈匝数W计算I L = W ©二W B S••• W = I L / (B S)程序计算步骤：输入：11 , L1. 计算容量P = 11八2* L / 10002. 参考铁心截面积 QC = 15 * P八0.53. 参考片宽 DOOL = (QC / 1.5 )八0.5 * 104. 参考铁心厚 DOOS = DOOL * 1.55. 铁心截面积 QC = Int(DOOL * DOOS * KQ) / 1006. 初设磁密BMM =90007. 匝数 N1 = Int(2 八0.5 *I1 * I1*L * 10 八 5 / (BMM * QC))8. 复算磁密 BM = Int(2 八0.5 *I1 * I1*L * 10 八5 / (N1* QC))9. 初设线圈高H1 = 3* DOOL10. 线圈尺寸计算11. 损耗计算12. 漏磁通所产生的电感Ld13. 主磁通所产生的电感LM = L - Ld14. 计算气隙QX15. 复算电感L16. 计算温升T117. 下一循环欢迎您的下载，资料仅供参考!致力为企业和个人提供合同协议，策划案计划书，学习资料等等打造全网一站式需求。
基于轧钢用LCI变频调速三相同步电动机的设计与分析
基于轧钢用LCI变频调速三相同步电动机的设计与分析雷向福;张颗;周德富;王艳;王振;李素平【摘要】With LCI convertor is popular scheme for high-power capacity variable frequency adjustable speed synchronous machine,study on LCI synchronous motor is developed. This paper presents the design principles of LCI variable frequency adjustable speed synchronous motor,and introduces XEMC new type variable frequency adjustable speed synchronous motor TBPKS900-6 4000kW 482/1500r/min 3150V,and explains the synchronous machine design principles including insulation configuration,preventing shaft current measure and full-damper winding. Through finite element analyzing the electromagnetic field making surethe performance of the synchronous machine can meet the client request.% 随着国内越来越多大容量变频调速同步电动机采用LCI变频装置，对采用LCI变频同步电动机的认识逐渐深入，本文介绍了基于LCI变频调速轧钢用三相同步电动机设计的特点，重点介绍了湘潭电机生产的TBPKS900-64000kW 482/1500r/min 3150V三相同步电动机的设计原则，对该型电动机的绝缘结构、防轴电流措施、阻尼绕组设计迚行了说明，通过对同步电动机迚行Ansoft有限元分析，判定采用类比设计方法能够满足要求。
铁芯电抗器设计程序
引言概述:
在电力系统中，稳态稳压的运行是至关重要的。
铁芯电抗器作为一种被广泛应用于电力系统中的无功补偿设备，具有稳定电压、改善电力系统负载特性等重要作用。
本文将详细讨论铁芯电抗器的设计程序，以帮助读者了解如何有效地设计和应用这一重要设备。
正文内容:
1.铁芯电抗器的基本原理
1.1电抗器的作用
1.2铁芯电抗器与空芯电抗器的区别
1.3铁芯材料的选择
2.铁芯电抗器的设计流程
2.1铁芯电抗器设计的目标
2.2参数的选择与计算
2.2.1高脉冲冲击电流计算
2.2.2导纳值计算
2.2.3剩磁损耗的估计
2.2.4铁心尺寸的设计
2.3铁芯电抗器的制造工艺
3.铁芯电抗器设计中的关键问题
3.1温升与散热设计
3.2铁心损耗与噪声问题
3.3电磁屏蔽与绝缘设计
4.铁芯电抗器的应用案例
4.1输电线路中的铁芯电抗器应用
4.2工业电力系统中的铁芯电抗器应用
4.3其他领域的铁芯电抗器应用
5.铁芯电抗器设计的未来发展趋势
5.1铁芯材料的改进与创新
5.2铁芯电抗器的智能化设计
5.3多级铁芯电抗器的研究与应用
总结:
本文详细介绍了铁芯电抗器设计程序，从基本原理、设计流程、关键问题、应用案例和未来发展趋势等多个方面进行了阐述。
通过学习本文，读者可以了解铁芯电抗器的重要性及应用领域，并掌握正确的设计方法和流程。
随着电力系统的发展和需求的增加，铁芯电抗器的设计与应用将变得更加广泛和重要。
未来，随着科技的进步，铁芯电抗器将进一步改进，实现更高效、智能的设计和应用。
铁芯电抗器结构
铁芯电抗器结构一、引言铁芯电抗器是一种重要的电力设备，它主要用于电力系统中的无功补偿和滤波。
其结构复杂，需要精细设计和制造。
本文将详细介绍铁芯电抗器的结构及其组成部分。
二、铁芯电抗器的基本概念铁芯电抗器是一种用于交流电路中的被动元件，其作用是限制交流电流的变化率。
它由一个磁芯和线圈组成，线圈包裹在磁芯上。
当通过线圈的交流电流改变时，磁芯中产生磁场，从而产生反向的感应电动势，限制交流电流的变化率。
三、铁芯电抗器的结构1. 磁芯：磁芯是铁芯电抗器最重要的组成部分之一。
它由许多薄片叠加而成，可以采用不同材质和形状。
常见材料有硅钢片、镍钢片等。
常见形状有E型、U型等。
2. 线圈：线圈是铁芯电抗器另一个重要组成部分。
它通常由导体绕制而成，并包裹在磁芯上。
线圈的导体可以采用铜、铝等材料。
线圈的绕制方式和匝数决定了电抗器的电学特性。
3. 端子：铁芯电抗器的端子通常用于连接到电力系统中。
它们可以采用不同形式，如螺纹端子、插接端子等。
4. 绝缘材料：绝缘材料是铁芯电抗器中必不可少的组成部分，它用于隔离线圈和磁芯之间以及保护线圈免受外部环境影响。
常见绝缘材料有纸板、玻璃纤维等。
四、铁芯电抗器的工作原理当通过铁芯电抗器的交流电流改变时，磁芯中产生磁场，从而在线圈中产生反向感应电动势。
这个反向感应电动势会限制交流电流的变化率，从而起到滤波和无功补偿的作用。
五、铁芯电抗器的应用领域1. 无功补偿：铁芯电抗器可以在交流电路中实现无功补偿。
当系统负载较轻时，电力系统中的电容器会产生过多的无功功率，而铁芯电抗器可以用来吸收这些无功功率。
2. 滤波：铁芯电抗器可以用于滤波。
在交流电路中，一些高频噪声和干扰可能会影响系统的正常运行，而铁芯电抗器可以用来过滤这些干扰信号。
3. 其他应用：铁芯电抗器还可以用于变频器、直流输电等领域。
六、结论铁芯电抗器是一种重要的被动元件，其结构复杂，需要精细设计和制造。
本文详细介绍了铁芯电抗器的结构及其组成部分，并阐述了其工作原理和应用领域。
铁心电抗器设计
电磁装置设计原理课程设计（二）铁心电抗器设计班级：主要参数心柱直径D(mm) 中心距Mo （mm ） 铁心饼高度H C (mm)气隙数N气隙长度δ(mm)总匝数W 190 495 80 7 7.5 68 层数N H每层匝数W H线圈高度HHH(mm) 线圈外径D H (mm) 导线规格A B(mm) 铁心磁密B m (T) 3 7.5 543 450 3.55×8.0O0.89电流密度J(A/mm 2) 主电抗X m (Ω) 漏电抗X T (Ω) 负载损耗W K (W) 铁耗P Fe (W) 温升T X (K)1.521.0160.1952845 505 86.46一、 技术要求：1、 额定容量KVA S N 360=2、 线两端电压KV U l 10=3、 额定电压V U N 381=4、 相数3=m5、 额定电流A I N 315=6、 损耗W P P k 40000≤+7、 线圈温升K T K 09<二、 铁芯参数选择铁芯直径m m S K D D 189.03/36057.0/44=⨯==，选择m D 310190-⨯= 采用30133-DQ 硅钢片，查表（5-1）得： 铁芯叠压系数：95.0=dp K 心柱有效截面面积：24105.238m A z -⨯=轭有效截面面积：24104.258m A e -⨯=角重：kg G 0.62=∆铁芯最大片宽：m B M 185.0= 铁芯总叠厚：m M 16.0=∆ 铁轭片高：m b em 17.0=三、 设计线圈时电压、电流的选择每段电抗值Ω===210.1315/381/1N N k I U X ， 设计线圈时的电压和电流分别是V U N 381=，A I N 315=四、 线圈匝数初选48.0,89.0'==m k T B ，匝7.86105.23889.050238148.0'24=⨯⨯⨯⨯⨯==-ππZ m A fB V k W ，取整得：匝86=W 五、 主电抗计算1、 初选单个气隙长度m 3105.7-⨯=δ，初选铁芯饼高度m H B 31008-⨯=2、 气隙磁通衍射宽度：m H B 331065.55700.008.05700.0ln 105.7)ln(--⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯=+=πδδπδε3、 气隙磁通衍射面积：23621003.410)16018565.52(65.52)2(2mm b A M M --⨯=⨯++⨯⨯=∆++=εεδ4、 气隙等效导磁面积： 221029.01000/30.495.002385.0mm A K A A dp Z =+=+=δδ 5、 主电抗，取n=7,Ω=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=-160.110105.770292.0865081087322722πδπδn A fW X m 6、 主电抗压降V X I U m N m 2.203160.1315=⨯== 7、 磁密T VfWA U B Zm 0.8902385.0865022.20321=⨯⨯⨯==ππ六、 线圈设计1、 线圈高度估计值：m H n H n H A B l 224.011.05700.0708.0)17()1(=-⨯+⨯-=-+-=δ2、初选导线：23363.29,108.51055.3mm S mm b mm a L =⨯=⨯=--，带绝缘导线 1a =4.05⨯10-3mm 1b =9.00⨯10-3mm3、并绕根数：初取电密 'J =1.5⨯106A/m 208.7105.11063.291315'.'661=⨯⨯⨯⨯==-J S pp I M L ，取整得：M=7则电流密度准确值为：2661/1052.11063.2971315mm A M S pp I J L ⨯=⨯⨯⨯=⋅=4、 线圈高度：取每层匝数匝5.7=h Wmm b M W HHH h 543.50.97)15.7(015.1)1(015.111=⨯⨯+⨯=+=线圈电抗高度：mm b M W H h x 479.60.975.7015.1015.111=⨯⨯⨯== 5、 分成四层：3+3+3层，线圈幅向高度：mmN a MN B H H H 331111100.5110)36.0)13(50.431(05.1)36.0)1((05.1--⨯=⨯⨯-+⨯⨯⨯=⨯-+⨯=mm B H 32105.01-⨯= mm B H 33105.01-⨯=七、 绝缘设计查表4-16，线圈至上铁轭距离：m H S 075.01=线圈至下铁轭距离：m H S 075.02= 相间距离：mm C x 45=八、 绝缘半径计算线圈n 与线圈n+1之间有气道mm SS 161=，线圈n 外置mm 2绝缘层，线圈n+1内置mm 2绝缘层，线圈各半径计算如下：1、 铁芯半径：m D R 095.02/190.020===铁芯外径到线圈1内径间绝缘距离为mm 45，含线圈1内置mm 2的绝缘层 2、 线圈1内半径：m C R R 14.0045.0095.0001=+=+= 3、 线圈1外半径：m B R R H 515.0501.014.0112=+=+= 4、 线圈2内半径：m SS R R 717.002.0515.020123=+=++=δ 5、 线圈2外半径：m B R R H 921.0501.0717.0234=+=+=6、 线圈3内半径：m SS R R 122.002.0921.020145=+=++=δ7、 线圈3外半径：m B R R H 522.00135.0122.0356=+=+=8、 线圈直径：m R D 54.0522.02261=⨯==9、 铁芯柱中心距：m C D M x 594.0045.054.010=+=+=九、 线圈漏抗压降线圈平均半径：m R R R P 18.02/)522.014.0(2/)(61=+=+=线圈幅向厚度：m R R B H 508.014.0522.016=-=-= 线圈漏磁等效面积：22210685.095.002385.014.018.0508.03232m K A R R B A dp Z P H Q =-⨯+⨯⨯=-+=ππππ 洛氏系数：58.0543.0)095.0522.0(21)(2106=--=⋅--=ππρx L H R R线圈漏电抗：Ω=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=961.010543.08506.058.086508108722722πρπσx a L H A fW X 漏电抗压降：V X I U N q 61.6961.0315=⨯==σ十、 各分接总电抗及其压降总电抗：Ω=+=+=212.1961.0160.1σX X X m k总电抗压降：V X X I U U U m N q m k 81.73212.1315)(=⨯=+=+=σ 各分接总电抗误差：符合要求%,5.2%0.1621.1212.11.2111<=-=-=k kk e X X X K十一、 线圈导线总长线圈平均匝长：m R l p p 1304.118.022=⨯==ππ总长：,6.878.1861304.1'm l Wl l p =+⨯=+=其中m l 8.1'=十二、 线圈损耗电阻：Ω=⨯⨯⨯⨯⨯=⋅=--79600.01063.29716.8710021.066L MS pp l r ρ电阻损耗：W r mI P r 371279600.0315322=⨯⨯==线圈损耗：W P k P r FS k 284526232.1=⨯==十三、 线圈导线重量裸导线重量：kg S M pp ml G L c 435109.863.29716.87331=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅=-ρ， 绝缘导线重量：m k alc 3105.0,17-⨯=∆=87.11063.2910)2/5.057.15.855.3(2/5.017/)257.1(266=⨯⨯⨯++⨯⨯=∆⨯++∆⋅=--L alc c S a b k k kg G k G c c cu 443435%)78.11(%)1(=⨯+=⨯+=十四、 铁芯窗高线圈至上铁轭距离：m H S 075.01=线圈至下铁轭距离：m H S 075.02= 铁芯窗高：m H H H H S S L 693.0543.0075.0075.0210=++=++=十五、 铁芯损耗铁心柱重量：kg A n H K G Fe Z P Z 54.431065.702385.0)0065.07693.0(3)(30=⨯⨯⨯⨯-=-=ρδ铁轭重量：kg A M K G Fe e Pe 4.9131065.7104.258594.0444340=⨯⨯⨯⨯⨯=-=-ρ铁芯重：kg G G G G e Z 745.86291.4354.43=++=++=∆ 查表4-9，得kg W p kg W p e z /47733.0,/34773.0== 铁芯损耗：WG G p G G p K P A e e A Z z Fe 505))2/6291.43(47733.0)2/6254.43(34773.0(8.1))2/()2/((0=+⨯++⨯⨯=+++=总损耗：W P P P Fe k 350350528451=+=+=十六、 线圈温升计算mm K A D dp Z x 0.17995.05.2383.113.11=== mmn SS n D R ss ss x 08.19)12/()1622/)2/179140(()1/()2/)2/((1=+⨯+-=+⋅+-=δ7237.03.55408.1956.056.046.146.1===HHH K δα25432112.83554.0)9.0)122.0921.0717.0515.0(14.0(6)9.0)(22(3mH R R R R R S X=⨯⨯++++⨯=⨯⨯++++=πππ262305.23554.0522.02323m H R S X =⨯⨯⨯=⨯⨯=ππ 221983.5305.22.87237.0m S S K S =+⨯=+=αW P P P Fe k 569050535.1284535.1221=+⨯=+⨯=KS P T k 86.46983.5569033.033.08.08.01=⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫⎝⎛=十七、 成本计算成本=44380+745.835=61543元十八、 附图。
书本说明电力系统工程基础--华中科技大学出版社-....doc
书本说明：《电力系统工程基础》－－华中科技大学出版社－－主编：熊信银张步涵第一章绪论电力系统：由发电机、变压器、输电线路以及用电设备（或发电厂、变电所、输配电线路以及用户），按照一定的规律连接而组成的统一整体。
电能的质量指标主要包括：电压，频率，波形电力系统中性点接地接地：为了保证电力网或电气设备的正常运行和工作人员的人身安全，人为地使电力网及其某个设备的某一特定地点通过导体与大地作良好的连接。
电力系统的中性点：星形连接的变压器或发电机的中性点。
电力系统的中性点接地方式：小电流接地：★中性点不接地（中性点绝缘）适用范围3kV~60kV的电力系统★中性点经消弧线圈接地消弧线圈：安装在变压器或发电机中性点与大地之间的具有气隙铁芯的电抗器作用：它和装设消弧线圈前的容性电流的方向刚好相反，相互补偿，减少了接地故障点的故障电流，补偿方式：大多采用过补偿方式。
大接地电流：★中性点直接接地380/220V系统中一般都采用中性点直接接地方式，主要是从人身安全考虑问题。
★中性点经电阻接地适用范围：配网系统第二章发电系统火电厂由三大主机（锅炉，汽轮机，发电机）及其辅助设备组成。
第三章输变电系统第一节概述输变电系统: 包括变电所和输电线路★电气主接线发电厂和变电所中的一次设备，按照一定规律连接而成的电路，称为电气主接线，也称为电气一次接线或一次系统。
★一次设备发电厂或变电所中直接通过大电流或接于高电压上的电气设备称为电气主设备或一次设备。
★二次设备发电厂或变电所中用于对一次设备或系统进行监视、测量、保护和控制的电气设备称为二次设备，由二次设备构成的系统称为二次系统。
第二节输变电设备★电流互感器运行特点：二次绕组不能开路，二次侧必须接地二次接线：单相接线；星形接线；不完全星形接线★电压互感器运行特点：二次绕组不能短路，二次侧必须接地分为电磁式和电容式两种第三节电气一次接线(重点)第一大类有汇流母线接线1. 单母线接线简单、清晰、设备少2. 单母线分段接线减少母线故障或检修时的停电范围3. 单母线分段加装旁路母线接线旁路母线的作用是不停电检修进出线断路器4. 双母线接线具有两组母线W1，W25. 双母线分段接线工作母线分成2段，即母线II，III段，备用母线I不分段6. 双母线带旁路母线接线任一进出线的断路器检修时可不停电7. 一台半断路器接线在母线W1，W2之间，每串接有三台断路器，两条回路，每二台断路器之间引出一回线，故称为一台半断路器接线，又称二分之三接线。
一种新型同杆并架双回输电线路物理模型构建方法-电力系统自动化
图9 中 % :# 和 :$ 为零序互感器 % :% ' :# $ 为普 通互感器 & 各互感器变比均 为 #o#% 且同名端均在 图中左侧 & 在确定 .(( 为 满足 各相 导 线 间 互 感 ) *后 % 在第7 与第1 两相导线间加入线 间 .( 7 1 的大小关系 % 互感补偿 值 .(2 和第 ) 回 线 路 L 相# 7 1&以第# 相" 为 例% 这两相导线间的互阻抗 4 相" , 回线路 _ 相 # 和补偿互阻抗的关系为 .(2 .(# .(( # 4# 4$ ) *& 根据最初计算得到的各相自阻抗 值 . 公共 阻 8 7' 抗值 .(( 确 ) *及所求得的各相间补偿互阻抗 值 . ( 2 7 1% 定每相 导 线 上 的 补 偿 自 阻 抗 值 . 8 2 7& 以 ) 回 线 路 相导线为例 % 的计算式如下 ! _ . 8 2 7
= P /)ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ不同而导致的两两互感的差异不能体现 ( % 难 以准
图 E! 基于六角形电抗器原理的动模方案 " # % E!? * + 6 # 16 0 ; ) @ + / ) ;0 *( ) Q + 0 * + $ 5 $ / . 2 , 1 . , 2 ) 2 ) + 1 . 0 2
确反映同杆并架线路故障时的电气量变化特性 & 本文在对现有同杆并架双回线路动态物理模型 的建模原理进行分 析 研 究 的 基 础 上 % 提出了一种能 够模拟同杆双回线路各线间互感差异的物理模型构 建的新方法 % 并以实际线路参数为基础 % 验证了所提 出的方法的可行性和正确性 &
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电磁装置设计原理铁心电抗器设计指导老师：陈乔夫教授设计人：学号：班级：学院：电气与电子工程学院完成时间：一、电抗器的相关参数二、电抗器的额定值与技术要求（1）额定容量 c S =360KVA （2）所接线圈的额定电压 L U =10KV （3）相数 m=3 （4）相电压 N U =381V （5）相电流 N I =315A （6）总损耗 K P ≤3600W （7）温升 K T ≤90K三、铁芯参数选择（1）铁芯直径'0.0580.192D D K m ==⨯=选择m D -310200⨯=，采用30133-DQ 硅钢片，查表（5-1）得： 铁芯叠压系数： 95.0=dp K心柱有效截面面积：24105.265m A z -⨯= 轭有效截面面积： 24107.290m A e -⨯= 角重： kg G 1.73=∆ 铁芯最大片宽： m B M 195.0= 铁芯总叠厚： m M 170.0=∆ 铁轭片高： m b em 180.0= 四、设计线圈时电压电流的选取电压和电流分别是V U N 381=，A I N 315= 电抗值Ω===2095.1315/381/1N N k I U X五、线圈匝数初选'0.92B T =， 0.85m k ='59.68W ===匝取整，W =60匝六、主电抗计算（1）初选单个气隙长度3610m δ-=⨯ （2）气隙等效导磁面积计算铁芯饼高度m H B 31050-⨯= 气隙磁通衍射宽度：336100.0060.050ln()ln 4.2658100.006BH m δδεπδπ--+⨯+⎛⎫===⨯ ⎪⎝⎭气隙磁通衍射面积：333222(2)2 4.265810(2 4.2658100.1950.170) 3.186810M M A b mδεε---=++∆=⨯⨯⨯⨯++=⨯ 气隙等效导磁面积：3220.02655 3.1868100.031130.95Z dpA A A m K δδ-=+=+⨯=（3）主电抗取n=8，则2222778850600.0311310100.921780.006m fW A X n δππδ--⨯⨯⨯=⨯=⨯=Ω⨯主电抗压降3150.9217290.34m N m U I X V ==⨯=铁芯中磁密10.82046B T ===七、线圈设计（1）线圈高度估计值(1)(81)0.05080.0060.10.298L B A H n H n H mδ=-+-=-⨯+⨯-=（2）初选导线裸导线 a=3.55m 310-⨯ b=10.6m 310-⨯ S L =37.082610m -⨯ 带绝缘导线 a 1=4.05m 310-⨯ b 1=11.1m 310-⨯ （3）并绕根数初取电密 J '=1.426/10mm A ⨯ 166315' 6.068.'137.08101.410L I M pp S J -===⨯⨯⨯⨯取整 1M =6 （4）电流密度 62613151.415910/137.08106L I J A m mpp S M -===⨯⋅⨯⨯⨯（5）线圈高度取每层匝数4W H =111.015(1) 1.015(41)611.1338.00HHH W H M b mm =+=⨯+⨯⨯=线圈电抗高度：111.015 1.0154611.1270.396x H W H M b m m =⨯=⨯⨯⨯= （6）线圈幅向厚度3层+3层+3层+3层+3层mmN a MNB H H H 5.13)36.0)13(05.431(05.1)12.03)1((05.11111=⨯-+⨯⨯⨯=⨯⨯-+⨯= 213.5H B m m =313.5H B m m=413.5H B m m= 513.5H B m m=八、绝缘设计查表4-16，线圈至上铁轭距离：mH S 08.01=线圈至下铁轭距离：m H S 08.02=相间距离：mm C x 45=九、绝缘半径计算（1）铁芯半径m D R 1.02/2.020===铁芯外径到线圈1内径间绝缘距离为mm 45，含线圈1内置mm 2的绝缘层 （2）线圈1内半径：m C R R 145.0045.01.0001=+=+= （3）线圈1外半径：m B R R H 1585.00135.0145.0112=+=+=气道116SS m m =，线圈1外置mm 2绝缘层，线圈2内置mm 2绝缘层 （4）线圈2内半径：321020.15850.01620.0020.1785R R SS m δ=++=++⨯= （5）线圈2外半径：4320.17850.01350.192H R R B m =+=+=气道116SS m m =，线圈2外置mm 2绝缘层，线圈3内置mm 2绝缘层 （6）线圈3内半径：541020.1920.01620.0020.212R R SS m δ=++=++⨯= （7）线圈3外半径：6530.2120.01350.2255H R R B m =+=+=气道116SS m m =，线圈3外置mm 2绝缘层，线圈4内置mm 2绝缘层 （8）线圈4内半径：761020.22550.01620.0020.2455R R SS m δ=++=++⨯= （9）线圈4外半径：8740.24550.01350.259H R R B m =+=+=气道116SS m m =，线圈4外置mm 2绝缘层，线圈4内置mm 2绝缘层（10）线圈5内半径：981020.2590.01620.0020.279R R SS m δ=++=++⨯= （11）线圈5外半径：10950.2790.01350.2925H R R B m =+=+= （12）线圈直径：10220.29250.585D R m ==⨯= 相间距离45x C m m =（13）铁芯柱中心距：00.5850.0450.63x M D C m =+=+=十、线圈漏抗压降（1）线圈平均半径：110()/2(0.1450.2925)/20.21875P R R R m=+=+=线圈幅向厚度：1010.29250.1450.1475H B R R m =-=-= （2）线圈漏磁等效面积：2221220.026550.14750.218750.1450.10568330.95Z Q H P dpA AB R R mK ππππ=+-=⨯⨯+⨯-= 洛氏系数：1002()2(0.29250.1)110.63740.338L R R H H Hρππ-⨯-=-=-=⋅⨯（3）线圈漏电抗：2222778850600.63740.105680.2832100.33810L Q fW A X H H H σπρπ⨯⨯⨯⨯===Ω⨯⨯（4）漏抗压降：3150.283289.208Q N U I X V σ==⨯=十一、总电抗及其压降（1）总电抗：0.92170.2832 1.2049k m X X X σ=+=+=Ω（2）总电抗压降：290.3489.208379.55k m q U U U V=+=+=（3）各分接总电抗误差：111.2049 1.2095100%0.380% 2.5%1.2095k k e k X X K X --==⨯=<，符合要求十二、线圈导线每相总长（1）线圈平均匝长220.21875 1.37445p p l R m ππ==⨯= （2）每相总长'60 1.37445 1.884.267p l W l l mφ=+=⨯+=，其中引线长m l 8.1'=十三、线圈损耗 （1）每相电阻66184.2670.02135100.008091637.0810Ll r pp M S φφρ--==⨯⨯=Ω⋅⨯⨯⨯（2）线圈电阻损耗2233150.008092408.19r P mI r W φ==⨯⨯= （3）线圈损耗1.22408.192889.83k FS r P k P W ==⨯=,附加系数FS k =1.20十四、线圈导线重量（1）裸导线重量取33/109.8m kg r c ⨯=31384.2671637.088.910500.56c L c G ml pp M S r kg φ-=⋅⋅=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=（2） 绝缘导线重量对铜导线，m k alc 3105.0,17-⨯=∆=6668.11008.3710)2/5.057.16.1055.3(2/5.017/)257.1(266=⨯⨯⨯++⨯⨯=∆⨯++∆⋅=--L alc c S a b k k ()1 1.6668%500.56508.90Cu G kg =+⨯=十五、铁芯窗高（1）线圈至上铁轭距离 s10.08m H =（2）线圈至下铁轭距离 20.08s H m =（3）铁芯窗高 0120.3380.080.080.498L S S H H H H m =++=++=十六、铁芯损耗（1）铁芯柱重量30()3(0.49880.006)0.026557.6510274.1951Z P Z Fe G K H n A kg δρ=-=-⨯⨯⨯⨯=其中3P K = （2）铁轭重量30440.630.029077.6510560.4115443e e Fe PG M A kgK ρ==⨯⨯⨯⨯=--（3）铁芯重274.1951560.411573.1907.71Fe Z e G G G G kg ∆=++=++= （4）铁芯损耗查表5-7，得0.32558/z p W kg =，0.28628/e p W kg = 0[(/2)(/2)]Fe z Z e e P K p G G p G G =+++[]1.80.32558(274.195173.1/2)0.28628(560.411573.1/2)489.73W=⨯⨯++⨯+=十七、总损耗 12889.83489.733379.563600k FeP P P W W=+=+=<十八、线圈温升计算mmK A D dpZ x 91.18895.05.2653.113.11===(](]1/2)/2/(1)145188.91/2)/2416/(41)17.8545x ss ss R D n SS n mmδ=-+⋅+=-+⨯+=⎡⎡⎣⎣0.4137K α===()112345678923[22()0.9]320.14520.15850.17850.1920.2120.22550.24550.2590.2790.90.33810.9584SQ P R R R R R R R R R H H Hmππππ=++++++++⨯⨯=⨯++++++++⨯⨯⎡⎤⎣⎦=221032320.29250.338 1.8636SQ P R H H H mππ=⨯⨯=⨯⨯⨯=2120.413710.9584 1.8636 6.3971SQ P K SQ P SQ P mα=+=⨯+=0.80.8213379.560.330.33 1.3580.426.3971XP TH K SQ P ⎛⎫⎛⎫==⨯= ⎪⎪⎝⎭⎝⎭十九、成本508.90C u G kg= 907.71Fe G kg =成本：508.9080907.71404071236308.477020.4⨯+⨯=+=元二十、附图2008-5-30 铁心电抗器设计第10页。