电子论文-磁饱和型故障限流器的研究与发展

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变压器磁饱和的后果

变压器磁饱和的后果

变压器磁饱和的后果
随着电子科技的发展,电力行业的发展也越来越快速,其中变压器在电力运输中的作用是至关重要的。

变压器的主要作用就是将电压从高到低或从低到高进行转换,以便于电能在长距离的输送过程中减少能量损耗,然而变压器在使用过程中会出现磁饱和现象,这会对变压器的使用产生非常严重后果。

首先,什么是变压器磁饱和现象?当变压器的次级电流达到一定程度时,铁芯内的磁通量将会达到极限,这时铁芯就会变得饱和,即磁通量不再增加而是保持不变,这种现象就是变压器磁饱和现象。

磁饱和现象会导致变压器变形,铁芯温度升高,并且变压器容易发生过载。

如果发生过载,变压器内部的绝缘材料将会烧毁,从而导致变压器失效或甚至发生火灾事故。

其次,变压器的容量越大,发生磁饱和的概率就越高。

因此,在选购变压器时需要根据自身需求的容量来选择,以保证变压器的安全运行。

如果因为容量不足而使用过小的变压器,则会因为高电流而加剧磁饱和现象,从而加速变压器的磨损和老化。

最后,变压器的维护和保养也是预防磁饱和现象的关键。

在变压器的运行过程中,应该定期检查和维护变压器内部的绝缘材料和润滑油,并清洁冷却器、进风口和出风口等关键部位,以保证变压器的正常运行。

此外,在进行变压器的运行过程中,应该注意控制变压器的负载,以避免过载引起的磁饱和现象的发生。

总之,变压器磁饱和现象是一种常见而严重的问题,在使用过程中应该注意选择适合自身容量的变压器,并且定期对变压器进行维护和保养,避免过载和其他不必要的操作,以保证变压器的正常运行和安全性。

《电动汽车永磁同步电机故障诊断研究的国内外文献综述3600字》

《电动汽车永磁同步电机故障诊断研究的国内外文献综述3600字》

电动汽车永磁同步电机故障诊断研究的国内外文献综述1.1 国外电动汽车永磁同步电机故障诊断现状当传统汽车正式步入市场时,故障诊断技术就贯穿了设计研发生产的全部环节。

最初的汽车故障诊断基本都是通过各个维修工厂维修员采用手动调试以及结合长期的维修经验的方式来判断汽车故障具体的发生点与产生故障的原因。

随着汽车工业的不断发展,大量的智能电气结构被不断的融入到汽车制造中,为更加方便快捷的智能诊断技术提供了可行性。

在起始阶段,维修技术人员使用各种辅助性诊断工具,对汽车进行诊断。

永磁同步电机故障诊断研究及实现永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM)则是以同步电机为基础的进一步发展,定子结构仍然与传统的同步电机相类似,其主要特点主要在其内部结构中采用了三相对称式分布的定子绕组,同时产生的感应波形为正弦波。

而在转子结构上则采用了无绕组的设计方式,其组合构造方面主要由电枢铁芯、永磁体、转子轴承等几个部分来进行搭建。

PMSM 的转子可以依据永磁体在转子上安装的不同位置结构来归为三种形式,具体结构如图1-1 所示。

图1-1 转子结构类型转子结构类型电机故障诊断技术在通常情况下是在电机工作状态中,对其各项工作状态的数据参数进行监控和分析,然后依据分析结果来判断电机是否处于故障状态,同时还需要对故障的严重程度,发生故障的位置信息,以及发生的故障类别来进行判断和归类。

日本在1965年就开始对电动汽车技术的研发。

永磁同步电机的性能优越,可靠性高、质量轻等优点与其优异的稳定性能,在日本的汽车企业制造领域非常的受欢迎。

丰田汽车公司于1996年就开启了先例,在电动汽车RA V4使用由东京汽车公司的插电式永磁同步电机作为这款电动汽车的主要动力电机。

据记载当时日本富士电子研究所开发制造生产出来的永磁同步电机最大功率就能达到50KW,而且这款电机的转速高达1300/rm。

日产公司在1998年为了研制的新一代电动微型客车选择了在美国加利福尼亚州投入研究开发使用。

正激式开关电源变压器磁饱和机理分析与实验

正激式开关电源变压器磁饱和机理分析与实验

236电力电子Power Electronic电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering1 概述变压器是开关电源的关键元器件之一,其作用是电压变化、电流变化、功率传递、初次级隔离。

变压器参数设计不合理,可能产生磁通饱和,导致开关电源工作异常。

在环境温度较高的场合,变压器磁饱和更易产生。

本文对开关电源变压器磁饱和特性进行分析,探究变压器参数设计与验证方法,以避免发生磁饱和。

开关电源变压器磁芯材料常使用软磁材料。

软磁材料既易磁化,又易退磁。

在较弱外磁场作用下,励磁时产生较高磁感应强度,退磁时产生较低的矫顽磁力。

常用的软磁材料有电工纯铁、电工硅钢、铁镍软磁合金、铁钴钒软磁合金、软磁铁氧体等。

开关电源中主要应用的软磁材料为铁氧体。

本文主要研究以铁氧体材料为磁芯的变压器在开关电源应用中的磁饱和问题。

2 磁性材料饱和判断方法磁性材料实际应用时,通过在磁芯上施加励磁电流,观测磁芯的磁化特性曲线来判断是否磁饱和。

磁材生产厂商有专用测试仪器,测试不同使用工况下磁材的磁化特性。

但测试工况与磁材实际使用情况存在差异,对于应用于开关电源的变压器,通常基于以下三种方法来判断变压器磁芯是否饱和。

2.1 理论计算法根据厂家提供的磁材的特性参数,将变压器的实际工作状况进行理想化近似,根据设计的电感量和磁化电流的大小来确定其最大磁通量,判断其值是否超过磁材的饱和磁通量。

由于开关电源用的变压器实际工作状况是复杂的,磁通计算公式进行工程化近似,磁材手册推荐的饱和磁通量是在特定的测试条件下得到,因此基于理论计算法得到的结果只能作为初步设计阶段参考。

2.2 软件仿真法目前主流的磁性材料特性仿真分析是基于FLUENT 和ANSYS 软件进行三维电磁场有限元分析。

精确的仿真既需要对实际工况下的磁性元件进行准确建模,又需要合理地设置相应集总参数,同时要模拟励磁电路的实际输入条件。

磁悬浮开关磁阻电动机磁饱和特性的有限元分析

磁悬浮开关磁阻电动机磁饱和特性的有限元分析
表明, 与近 似 线 性 磁链 模 型 下 悬 浮 力 与 副绕 组 电流 呈 线性 递 增 关 系 相 比 , 际 电 机 的 悬 浮 力 与 副 绕 组 电流 呈 严 重 非 实 线 性 关 系 并存 在 减 小 区 间 。该 研 究 对 电机 优 化设 计 和 控 制 具有 一 定 的理 论 价值 。
Absr c Th u p n in fr e g nea in me h n s o he1 /8 p l a i ge ss t h d rl ca c tr sa — t a t: e s s e so oc e r to c a im ft 2 o ebe rn l s wic e eu tn e moo swa n
ay e n h o -l e rma n t d lb s d o x l 2 a sa l h d T r u h t ef i l me t ac lt n, e lz d a d t e n n i a g ei mo e a e n Ma wel D w se t bi e . h o g n t ee n lu ai t n c s h i e c o h
i fu n e o h otra l h n e o he ma nei aur t n wa nv siae nd t a tttv nay i fte r lto — n e c ft e r o nge c a g n t g tc s t ai s i e t td a hequ n i ie a lss o e ain l o g a h
杨 婷 , 玉坤 孙
( 江苏 大学 , 江苏镇江 2 2 1 ) 10 3
摘 要 : 析 了 1/ 分 2 8极 磁 悬 浮 非 线 性 磁 链 Maw l 2 模 型 。 建 x e D l

磁芯饱和 温度

磁芯饱和 温度

磁芯饱和温度
磁芯饱和与温度的关系是电力电子和电磁学领域中一个非常重要的议题。

磁芯,作为电磁设备如变压器、电感器和电机等中的关键组件,其性能表现直接影响了整个设备的效率和稳定性。

而磁芯饱和,即磁芯在磁场作用下达到其磁化能力的极限,会导致设备性能下降,甚至损坏。

温度,作为影响磁芯性能的重要因素之一,其变化会对磁芯的饱和特性产生显著影响。

随着温度的升高,磁芯的磁导率会降低,这意味着磁芯对磁场的响应能力减弱。

同时,磁芯的饱和磁通密度也会随着温度的升高而减小,即磁芯在相同磁场下更容易达到饱和状态。

这种变化会导致电磁设备在高温环境下性能下降,例如变压器的输出电压降低、电感器的滤波效果变差等。

为了应对这种由温度引起的磁芯饱和问题,可以采取一系列措施。

首先,在设备设计阶段,应充分考虑工作环境温度对磁芯性能的影响,选择合适的磁芯材料和结构,以提高其在高温下的稳定性。

其次,可以通过改进设备的散热系统,降低磁芯的工作温度,从而延缓磁芯饱和的发生。

此外,对于一些对温度敏感的应用场景,可以通过实时监测和控制磁芯温度,以及动态调整设备的工作参数,来避免磁芯饱和带来的不良影响。

总之,磁芯饱和与温度的关系是电磁学领域中的一个重要议题。

了解这种关系,并采取有效的措施来应对由温度引起的磁芯饱和问题,对于提高电磁设备的性能和稳定性具有重要意义。

基于快速斥力开关的新型故障限流器设计与仿真研究

基于快速斥力开关的新型故障限流器设计与仿真研究
文献标识码 :A 文章编 号:1 0 0 7 — 3 1 7 5 ( 2 0 1 4 ) 0 2 — 0 0 0 4 — 0 4
De s i g n a n d S i mu l a t i o n S t u d y o f Ne w T y p e Fa u l t Cu r r e n t Li mi t e r Ba s e d o n Hi g h — S p e e d El e c t r o ma g n e t i c Re pu l s i o n S wi t c h
t o f u n c t i o n s a n d a p p l i c a t i o n c o n d i t i o n s o f s o l i d s wi t c h e s a n d Zn O a r r e s t e r s i n f a u l t c u re n t l i mi t e r , wh i c h p r o v e s t h a t t h i s k i n d o f n e w t yp e f a u l t
关干 u Z n O 避 雷器组成 的新型故障 限流器 。在 A n s o f t 软件 中搭建 了电磁 斥 力机构 和永磁机 构在瞬态场 下
的仿 真模 型,对 分、合闸过程中的磁场 、位移 以及速度 随时问的变化情况进行 了仿真分析 ,并分别对同
态开关和 Z n O 避 雷器在故障限流器 中的作用 以及应用 条件进 行 了阐述 ,证 明了此类 新型故 障限流器能够 系统【 } 1 起 剑很好地 限制短路 电流 的作用 。 关键词 :故障限流器; 电磁斥力机 构;固态开关;Z n O避雷器
c u r r e n t l i mi t e r c a n p l a y a g o o d f u n c t i o n t o l i mi t s h o r t c i r c ui t i n t h e s y s t e m. Ke y wo r d s : f a u l t c u r r e n t l i mi t e r ; e l e c t r o ma g n e t i c r e p u l s i o n me c ha n i s m; s o l i d s wi t c h ; Zn O a r r e s t e r

内置式永磁同步电机磁路饱和特性分析与补偿的研究

tr u a g n o sa tp we a g . I h PM S s e d s se mo lba e n SVP M o to eh d a d d - o q e r n e a d c n t n o rr n e n te I M p e y tm de s d o W c n rlm to n e c u i o r l he moo d lwih s t r to h r ce itc a t o to s se wih o p n at n o g tc o pl ng c nto ,t tr mo e t a u ain c a a trsi nd is c n rl y tm t c m e s i fma nei o s t r to a e e tbl h d by M ATLAB ot r n e lz i l to au ain r sa i e s sf wae a d r aie smu ain. Th sm uai n r s ls h v n c t d ta h e i lto e ut a e i diae h tt e c n rls se wih c mpe s to fma n tc s t ain e t n s s e a g n fu o to y t m t o n ain o g e i aur t x e d pe d r n e i x— we k nig r go o l a e n e in,a d i p o es n m r v t e e e tv l he s se flo n h f c iey t y t m olwi g— u e fr nc p p ro ma e,r b sn s n he c nto c u a y o u te sa d t o r la c r c . Ke y wor ds: ma n tcs tr to g ei au a in;c mpe s to fs tr to o n ain o au ain;d c u lng c nto ;i e o e ma e g ts n h o e o p i o r l ntr rp r n ntma ne y c r - i

新型桥式固态型故障限流器的研究

P AN a h o ZHU e — a CHU n— u Tin— a , Zh n hu , Ya h a
( i n s e ti we mpa y Ch n z o we u pl Co J a g u El c rcPo rCo n a g h u Po rS p y mpa y n ,Ch n z o 3 0 , i a) a g h u 21 0 3 Ch n

路 电流水平 也 随之增 大 。短路 电流 过大会 直接 影 响 电气 设备 的选择 和 电网 的安全稳 定运 行 ,如何 采取
切实可 行 的有效 措施解 决这 一 问题 , 已越 来越 受到 业 界 的高度 重 视 。基 于 电力 电子技 术 的桥式 固 态 限流 技术是 当前 的一个 研究 热 点。
中图分号 :10 — l 52 1 ) 卜0 2 4 0 73 7 (0 0 1 0 卜0
S ud n N e Ty i e S ld- t t ul t y o w peBrdg o i S a eFa tCur e m ie r ntLi t r
Ke r s s l sa e f u tc r e tl t r b p s n u tnc ; r nse tsa l y; ATL ywo d : o i t t a l u r n i e ; y a si d c a e ta in t bi t M d— mi i AB i l to smu ai n
0 引言
随着 电力系 统装机 容 量 的逐 年增 加 , 电网的短
拓 扑,并 对各种 短 路情 况 的工作机 理和 控制 模式进 行 了仿真 研 究 , 并建 立 了相 应 的数 学模 型 。但 这 种 拓 扑结 构 的限流器 最主 要 的一个 缺 点是 :电力 系 统发 生故 障 时, 限流 桥路 要通 过系 统全 部 的故障 电 流 ,不 仅谐 波 比较丰 富 ,晶 闸管 的容量 要按 故障容 量来 设计 ,而且控制策 略也 比较复杂 ,实时性差 。因 此 ,参考 文 献 [— ] 出 了带 旁路 限流 电感 的新型 35提 桥 式 固态 限流 器 的拓扑及 简单 实用 的控制 策 略 ,即
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( 工

版)
第3 卷 8
靠性和使用寿命, 保证电网的安全与稳定运行 . 再 者, 还可显著降低对各种电气设备以及电网结构的 设计容量要求, 大大节省投资 . 因而, 研究性能优良、 经济合理的新型 F 是大势所趋 . C L 具体分析表明, 只有安装在高压或超高压电网 内, 才具有实际应用价值, 凸现其技术和经济上 F C L 的优越性 . 从技术上的可能性( 包括运行经验及相关 可靠性) 与经济性( 包括造价、 运行费用) 等各方面考 虑, 超导型和电力电子型故障限流器在近期内尚难 以在电网中付诸实用 . 随着磁饱和技术, 特别是磁性 材料和磁路拓扑设计的不断发展和完善, 基于饱和 电抗器的磁饱和型故障限流器具有明显的技术和经 济优势, 在高压电力系统中的应用前景广阔, 近来愈 加引起了研究者的重点关注 . 磁饱和型 F C L利用铁芯材料磁导率的非线性 在额定状态时, 铁芯深度饱 变化来限制短路电流 . 和, 此时磁导率较低, 限流绕组电感也就较小; 故障 状态时, 铁芯退出饱和, 磁导率变大, 限流绕组感抗 增加, 将短路电流限制下来 . 磁饱和型故障限流器具 有损耗低、 自动投入与复位、 可多次启动等特点, 且 适合线路重合闸的运行要求, 是目前最为理想的限 流装置之一 . 磁饱和型故障限流器目前还处于研制 阶段, 但已经出现了多种有应用价值的拓扑结构, 根 据偏置磁场的获取方式不同, 可大致分为永磁型和 超导型 . 本文在介绍饱和电抗器工作原理和发展应 用的基础上, 将重点针对不同拓扑结构的磁饱和型 故障限流器进行比较研究, 并就永磁饱和型故障限 流器的拓扑设计, 提出有待深入研究的关键技术问 题.
随着相关技术的发展, 目前还出现了多种可控 饱和电抗器 . 饱和电抗器以其独特的物理特性, 在高 频开关电源的开关噪声抑制、 大电流输出辅路稳压、 移相全桥变换器、 谐振变换器及逆变电源、 稳流技术
】 3 4 和直流比较仪等方面得到了广泛应用【 同时, 饱 .
和电抗器在高压电力系统中的应用潜力巨大, 前景 广阔, 例如: 可在高压与超高压电网中用作调相调压 设备和无功补偿装置等, 能有效限制系统过电压, 抑 制功率振荡, 提高系统稳定性, 改善功率因数 . 另外, 还可作为核心限流元件, 研制新型的故障限流器 .
收稿日期: 2 0 0 7 1 2 1 2
上解决电网短路电流的抑制问题, 但无一例外地将 对电网运行的灵活性、 可靠性和经济性带来不同程
】 1 2 度的负面影响【 理想的故障限流器 ( . f a u l t c u r r e n t
, ) 在电网正常运行时应表现为零阻抗或 l i m i t e r F C L 微小阻抗, 功耗接近于零, 最大不超过输送功率的 在电网发生短路故障时, 应迅速呈现高阻抗 0 . 2 5 %; 以限制故障电流 . 作为一种有效的技术措施, F C L能 够限制电网的短路容量, 从而极大地减轻断路器等 各种高压电气设备的动、 热稳定负担, 提高其动作可
2 超导磁饱和型故障限流器
超导 磁 饱 和 型 F C L 的 结 构 原 理 如 图 3所 】 5 1 1 示【 超导磁饱和型故障限流器主要由铁芯、 交流 . 绕组( 铜绕组) 、 超导直流偏置绕组和直流恒流电源 组成 . 两个交流绕组反向串联在电网中, 其在超导直 流偏置绕组中产生的磁场方向相反 . 系统正常运行 时, 超导绕组产生的直流偏置场, 使铁心处于深度饱 和状态, 交流绕组在电网中表现为低阻抗状态 . 当电 网发生短路故障时, 短路电流使两个铁芯在一个周 期内交替饱和, 交流绕组的阻抗迅速增大, 从而自动 限制短路电流的增加 .
文章编号: ( ) 1 6 7 2 3 9 6 1 2 0 0 8 0 1 0 0 1 8 0 6
磁饱和型故障限流器的研究与发展
刘洪顺,王伟,邹亮,李庆民
( 山东大学电气工程学院,山东 济南 2 ) 5 0 0 6 1
摘要: 分析了传统故障限流技术的优势和存在的问题, 指出研制性能优良、 经济合理的新型故障限流器对电网发 展具有重要的现实意义和应用价值 . 在给出饱和电抗器的一般工作原理的基础上, 详细介绍了超导磁饱和型故障 比较了永磁饱和型故障限流器的各种拓扑结构及其发展演变过 限流器的拓扑结构及其工程实用化遇到的难题 . 程, 提出了三相永磁饱和型故障限流器的三种物理拓扑结构 . 最后结合永磁饱和型故障限流器的结构设计, 阐述 了四个关键技术难题 . 关键词: 故障限流器; 饱和电抗器; 磁饱和型; 超导; 永磁 中图分类号: T M 4 7 1 文献标志码: A
( ,S ,J ,C ) S c h o o l o f E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g h a n d o n g U n i v e r s i t y i n a n 2 5 0 0 6 1 h i n a :B A b s t r a c t o t ht h e a d v a n t a g e s a n d d i s a d v a n t a g e s o f t r a d i t i o n a l f a u l t c u r r e n t l i m i t i n g t e c h n o l o g y w e r e a n a l y z e d . T h e a n a l y s i s i n d i c a t e s t h a t d e v e l o p m e n t o f a n e wf a u l t c u r r e n t l i m i t e r w i t he c o n o m i c a l a n dt e c h n o l o g i c a l e x c e l l e n c ew a s s i g n i f i c a n t a n du r g e n t f o r ,d ,a i f f e r e n t t o p o l o g i e s n dk e y p r e s e n t d a y p o w e r g r i d s . Wi t hr e f e r e n c e t o t h e g e n e r a l o p e r a t i o np r i n c i p l e o f t h e s a t u r a t e dr e a c t o r ( ) o b s t a c l e s e n c o u n t e r e di ne n g i n e e r i n g a p p l i c a t i o n s o f t h e s u p e r c o n d u c t i n gs a t u r a b l e m a g n e t i cc o r ef a u l t c u r r e n t l i m i t e r S M F C L ( )o w e r ee l u c i d a t e d . P e r m a n e n t m a g n e t b i a s e d s a t u r a t e d i r o n c o r e f a u l t c u r r e n t l i m i t e r s P M F C L f v a r i o u s t o p o l o g i e s w e r e c o m p a r e d ,t ,f h r e en o v e l t o p o l o g i e s f o r t h r e e p h a s eP M F C Lw e r ep r e s e n t e d .F i n a l l y o u r p r i n c i p a l d u r i n g t h e i r e v o l u t i o np r o c e s s .F u r t h e r t e c h n o l o g i c a l i s s u e s w e r e r a i s e dw i t hr e l a t i v e e l u c i d a t i o nw i t hr e g a r d s o f t h e o p t i m a l s t r u c t u r e d e s i g no f P M F C L . :f ;s ;s ;s ;p K e yw o r d s a u l t c u r r e n t l i m i t e r a t u r a t e dr e a c t o r a t u r a t e di r o nc o r e u p e r c o n d u c t i n g e r m a n e n t m a g n e t
图 2 双铁芯饱和电抗器结构原理 F i g . 2 P r i n c i p l e o f s a t u r a t e dr e a c t o r w i t ht w o i r o nc o r e s 图 1 饱和电抗器结构原理 F i g . 1 P r i n c i p l e o f s a t u r a t e dr e a c t o r
基金项目: 山东省自然科学基金资助项目( ) ; 山东省中青年科学家基金资助项目( ) Q 2 0 0 4 F 0 3 2 0 0 5 B S 0 1 0 1 1 作者简介: 刘洪顺( ) , 男, 山东青岛人, 博士研究生, 主要从事电力系统经济型故障限流器的研究工作 . 1 9 8 1 : E m a i l h o n g s h u n 1 9 8 1 @m a i l . s d u . e d u .o f s a t u r a t e di r o nc o r ef a u l t c u r r e n t l i m i t e r s
,WA ,Z ,L L I UH o n g s h u n N GWe i O UL i a n g I Q i n g m i n
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