本文關(guān)鍵詞：旋閥結(jié)構(gòu)可變電感器的研究及其在濾波器中的應(yīng)用初探

  更多相關(guān)文章： 旋閥 可變電感器 復(fù)數(shù)磁導(dǎo)率 仿真模型 可視化

【摘要】：在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的眾多領(lǐng)域中,控制技術(shù)起著越來(lái)越重要的作用,其被應(yīng)用于眾多產(chǎn)業(yè)部門(mén),提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。自動(dòng)控制理論與電氣技術(shù)、電力學(xué)、電子學(xué)有著密切的關(guān)系,自動(dòng)控制系統(tǒng)往往是通過(guò)電路實(shí)現(xiàn)的,電路一般是由導(dǎo)線連接電阻器、電感器、電容器和電力電子器件等元件組成。上述四種元件中電感器與磁性材料有著密不可分的關(guān)系。由于磁學(xué)的概念比較抽象,磁場(chǎng)建模較為復(fù)雜,磁介質(zhì)參數(shù)難以實(shí)現(xiàn)精確地測(cè)量,電感器的設(shè)計(jì)研究一直是電路元件研發(fā)和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)。根據(jù)電感量是否可調(diào)可以將電感器分為固定電感器和可變電感器。可變電感器作為傳統(tǒng)電感元件一個(gè)重要分類,能夠在電路中能夠?qū)崿F(xiàn)阻抗變化、對(duì)電流進(jìn)行調(diào)節(jié)、補(bǔ)償無(wú)功功率、提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和電能質(zhì)量。在諧波抑制、實(shí)現(xiàn)電力電子裝置功能多樣化、自動(dòng)檢測(cè)方面也有著廣闊的應(yīng)用前景。文章首先對(duì)目前主要的可變電感器進(jìn)行介紹和概括,對(duì)其電感量的調(diào)節(jié)原理進(jìn)行分析,并討論其優(yōu)缺點(diǎn)。其次,對(duì)電磁分析的基礎(chǔ)知識(shí)和基本理論進(jìn)行介紹,包括磁性材料的非線性特征,復(fù)磁導(dǎo)率的主要測(cè)算方法,磁路分析方法,麥克斯韋方程組和有限元理論,為后續(xù)定性分析和定量計(jì)算提供理論基礎(chǔ)。接著對(duì)旋閥結(jié)構(gòu)可變電感器硬件組成和原理進(jìn)行說(shuō)明。首先對(duì)電感器的原材料和部件進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹,包括規(guī)格型號(hào)和主要性能參數(shù);然后對(duì)旋閥部件加工制作的過(guò)程和難點(diǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)介;接著說(shuō)明了本結(jié)構(gòu)電感器的原理并定性分析了電感隨旋閥角位移的變化關(guān)系;最后建立了等效磁路模型,為后續(xù)數(shù)學(xué)推導(dǎo)提供基礎(chǔ)。然后對(duì)可變電感的幾個(gè)主要參數(shù)進(jìn)行了數(shù)學(xué)推導(dǎo),包括飽和電角度、等效磁阻率、復(fù)磁導(dǎo)率、電感值、無(wú)功功率。在上述分析基礎(chǔ)上,以本文可變電感器為目標(biāo),通過(guò)電磁有限元分析軟件Ansoft建立瞬態(tài)仿真文件,通過(guò)運(yùn)行仿真模型驗(yàn)證本結(jié)構(gòu)的可行性。完成仿真模擬后再通過(guò)對(duì)可變電感器實(shí)物模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測(cè)算不同角度下的電感值,以實(shí)驗(yàn)證明本結(jié)構(gòu)可變電感的可行性和實(shí)用性。最后對(duì)可變電感在自調(diào)諧濾波器中的應(yīng)用進(jìn)行了初步探索,并提出了一種改進(jìn)型的五維可視化方法,與已有方案進(jìn)行比較,以驗(yàn)證新方案的可行性和實(shí)用性。
【關(guān)鍵詞】：旋閥 可變電感器 復(fù)數(shù)磁導(dǎo)率 仿真模型 可視化
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM55;TN713
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-17
• 1.1 引言8
• 1.2 可變電感器的應(yīng)用、原理及分類8-15
• 1.2.1 可變電感器的應(yīng)用8-11
• 1.2.2 可變電感器原理11
• 1.2.3 可變電感器的主要類型11-15
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容15-16
• 1.4 本章小結(jié)16-17
• 第2章 電磁分析的基本理論和方法17-27
• 2.1 磁性材料的特性17-20
• 2.2 復(fù)數(shù)磁導(dǎo)率主要測(cè)算方法簡(jiǎn)介20-24
• 2.3 磁路分析理論24-25
• 2.4 麥克斯韋方程組與有限元分析理論25-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 第3章 旋閥式可變電感器的結(jié)構(gòu)與工作原理27-39
• 3.1 主要部件及材料28-31
• 3.2 旋閥的加工制作31-35
• 3.3 旋閥式可變電感器的原理簡(jiǎn)介35-37
• 3.4 旋閥式可變電感器的等效磁路37-38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 第4章 旋閥式可變電感器的主要參量數(shù)學(xué)表達(dá)39-66
• 4.1 飽和電角度39-40
• 4.2 等效磁阻率40-41
• 4.3 鐵芯總等效復(fù)磁導(dǎo)率41-47
• 4.4 電感值數(shù)學(xué)表達(dá)式47-52
• 4.5 諧波分析52-57
• 4.5.1 總諧波畸變率56
• 4.5.2 位移、畸變和總功率因數(shù)56-57
• 4.5.3 電感極值與基波電流的關(guān)系57
• 4.6 可變電感無(wú)功能量與無(wú)功功率初探57-65
• 4.6.1 基波無(wú)功功率58-61
• 4.6.2 理想正弦下的無(wú)功能量與無(wú)功功率61-62
• 4.6.3 基波電壓與諧波電流之間的無(wú)功分析62-65
• 4.7 本章小結(jié)65-66
• 第5章 有限元仿真分析66-80
• 5.1 電磁場(chǎng)有限元分析簡(jiǎn)介66
• 5.2 仿真軟件簡(jiǎn)介66-67
• 5.3 旋閥結(jié)構(gòu)可變電感器仿真分析67-79
• 5.3.1 仿真流程67-68
• 5.3.2 創(chuàng)建文件及主要設(shè)置68-69
• 5.3.3 模型材料設(shè)置69-70
• 5.3.4 瞬態(tài)設(shè)置70-72
• 5.3.5 設(shè)置邊界及激勵(lì)72
• 5.3.6 網(wǎng)格剖分72-73
• 5.3.7 求解設(shè)置73-75
• 5.3.8 仿真結(jié)果75-79
• 5.4 本章小結(jié)79-80
• 第6章 實(shí)驗(yàn)分析80-84
• 6.1 電感器實(shí)物及實(shí)驗(yàn)80-83
• 6.2 本章小結(jié)83-84
• 第7章 旋閥式可變電感器在自調(diào)諧LC濾波器中應(yīng)用初探84-94
• 7.1 諧波的概念及其危害84-85
• 7.2 固定參數(shù)濾波器的局限85
• 7.3 連續(xù)自調(diào)諧LC濾波器初探85-93
• 7.3.1 原理及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)85-87
• 7.3.2 單相不控整流電路中的應(yīng)用87-93
• 7.4 本章小結(jié)93-94
• 第8章 總結(jié)和展望94-96
• 8.1 總結(jié)94
• 8.2 展望94-96
• 參考文獻(xiàn)96-100
• 發(fā)表論文和參加科研情況說(shuō)明100
• 附件100-101
• 致謝101-102
• 附錄102-104

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本文編號(hào)：569226