減振降噪是電抗器在制作和應用過程中需要考慮的重要因素,但目前的減振方法多集中在被動減振方面,無法從根源上減小電磁振動。該文針對串聯(lián)電抗器提出一種基于諧波注入的主動減振方法。首先,根據(jù)串聯(lián)電抗器的振動加速度與其輸入功率變化率的正比例關系推導出功率變化率與輸入電流的關系,由于電抗器中注入諧波會改變其輸入電流的波形,所以提出通過增加反向奇數(shù)次諧波激勵來降低電抗器的功率變化率,從而抑制電抗器的振動,并利用遺傳算法計算出最優(yōu)的諧波注入量。然后,建立串聯(lián)電抗器的電磁-機械耦合模型,基于有限元法計算電抗器鐵心的電磁振動,對比分析得到注入諧波后串聯(lián)電抗器的平均減振效果為12.90%。最后,搭建串聯(lián)電抗器振動實驗平臺,得到注入諧波后電抗器的振動加速度平均幅值減小為12.75%,驗證了仿真結果的正確性。通過仿真與實驗證明了該方法對電抗器有很好的減振效果。 

【文章來源】：電工技術學報. 2020,35(16)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

=0.065s時刻電抗器鐵心應力分布（a）基波激勵（b）疊加諧波激勵

浠?收?悍逯抵?鈄钚。?為835MinFI,I1.380310。因為3次、5次諧波注入量相對于基波主激勵非常小，所以可忽略其對電抗器的影響。注入諧波后的功率變化率采集電路如圖1所示，電阻R和電感L模擬了電抗器繞組的內(nèi)在阻抗，可通過改變3I和5I的峰值來調(diào)節(jié)諧波的注入量。圖1功率變化率采集電路Fig.1Powerchangerateacquisitioncircuitdiagram將最優(yōu)的3次和5次諧波注入量3i和5i輸入功率變化率電路，分別得到基波及注入諧波激勵時的功率變化率，如圖2所示。圖2基波及注入諧波激勵時的功率變化率Fig.2Powerchangeratecurveswhenfundamentalwaveandinjectedharmonicexcitation由圖2可知，電抗器輸入功率變化率曲線為正弦波形，周期為0.01s，注入諧波后其波形負峰值處出現(xiàn)小的凹槽。基波激勵時，ddPkt的峰值是ax)mf(i7minf(i)7.898110，注入諧波后ddPkt的正負峰

慕峁辜俺嘰?Fig.3Structureandsizeofseriesreactor中間鐵心柱上纏繞的是基波激勵繞組，兩個諧波激勵繞組分別纏繞在左右兩個鐵心柱周圍，基波繞組與諧波繞組匝數(shù)均為31匝。將1.2節(jié)計算出的最優(yōu)的等效諧波注入量I3和I5通入諧波繞組，計算注入諧波前后電抗器鐵心的振動情況。電抗器的電磁振動與其磁通密度和鐵心的應力分布密切相關。經(jīng)計算，得到基波激勵與疊加諧波激勵的電抗器在t=0.065s時的鐵心磁場與應力分布分別如圖4和圖5所示。（a）基波激勵（b）疊加諧波激勵圖4t=0.065s時刻電抗器鐵心磁場強度分布Fig.4Distributionofmagneticfieldstrengthofreactorcoreatt=0.065s（a）基波激勵（b）疊加諧波激勵圖5t=0.065s時刻電抗器鐵心應力分布Fig.5Stressdistributionofreactorcoreatt=0.065s

【參考文獻】：
期刊論文
[1]并聯(lián)電抗器等效模型的振動噪聲特性試驗研究[J]. 常晨,劉蘭榮,盧美林,張俊杰,金文德.  電氣技術. 2019(02)
[2]70基于負超磁致伸縮效應電抗器減振新方法的研究[J]. 閆榮格,趙路娜,賁彤,周杰.  振動與沖擊. 2018(19)
[3]特高壓并聯(lián)電抗器高性能隔聲裝置研制[J]. 徐征宇,李金忠,葛棟,王曉寧,張書琦,張晨光.  高電壓技術. 2018(07)
[4]并聯(lián)電抗器與變壓器模型鐵心振動仿真與試驗對比[J]. 張鵬寧,李琳,程志光,田聰,劉洋.  電工技術學報. 2018(22)
[5]不同負載對干式變壓器電磁振動的影響分析[J]. 祝麗花,王斌,劉松,楊意妹,楊慶新.  電工技術學報. 2018(07)
[6]考慮鐵心磁致伸縮與繞組受力的高壓并聯(lián)電抗器振動研究[J]. 張鵬寧,李琳,聶京凱,樊超,程志光.  電工技術學報. 2018(13)
[7]串聯(lián)電抗器對電力系統(tǒng)短路電流特性影響的研究[J]. 周明,曹煒,陳文濤,馬勤勇,張旭航.  電力系統(tǒng)保護與控制. 2017(11)
[8]基于有限元法的變壓器電磁振動噪聲分析[J]. 胡靜竹,劉滌塵,廖清芬,晏陽,梁姍姍.  電工技術學報. 2016(15)
[9]基于遺傳算法的內(nèi)埋式永磁同步電機參數(shù)辨識方法[J]. 肖曦,許青松,王雅婷,史宇超.  電工技術學報. 2014(03)



本文編號：3259617