大功率电力电子电抗器合闸涌流及抑制研究

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大功率电机的软起动是现代工业中必不可少的部分,许多行业都需要使用大型电机,特别是中、重型工业,比如钢铁行业、煤炭石油行业、港口码头运输业等,都离不开电机,早在70年代开始就有了电动机软起动,经过几十年的发展,此行业的技术也越来越成熟,特别是近几年来电力电子电抗器在软起动行业的运用使得软起动行业有了新的发展。人们对于软起动装置的组件也有了更高的要求,希望软起动电机的效果达到新的高度。  电力电子电抗器的运用范围越来越广泛,在软起动装置中的运用充分的发挥了电抗器电特性和磁特性,电抗器与变压器有相似性,同样都为电磁设备,无论是外在结构还是内在的电磁感应,都使得在变压器中的研究可以充分的运用到电抗器中,但同时也注意到两者的区别,关注各自的特性。  电力电子电抗器和变压器一样,运用在软起动装置中都存在一系列的问题,特别是合闸瞬间产生的合闸激磁涌流一直是限制电磁调压软起动高效的因素之一。许多国内外的专家学者都在不断的研究,希望合闸激磁涌流能够得到抑制,现阶段,国内外的专家学者的研究方向一直偏向在变压器,对变压器合闸激磁涌流产生的机理、影响其大小的因素都深入研究过,提出过许多抑制的方法,并且成功的抑制了合闸涌流。  本文在之前变压器合闸激磁涌流的基础上,考虑到目前理论研究的空缺,结合实际需要,对电力电子电抗器合闸激磁涌流进行研究,主要的研究内容有以下几个方面:  (1)电抗器结构分析  首先分析电抗器的结构,从绕组和铁芯方面入手,对比电抗器和变压器的区别,分析两者的共同点,研究在变压器合闸瞬间产生的激磁涌流为何也在电抗器中产生,分析影响电抗器合闸激磁涌流的因素。  (2)电抗器合闸激磁涌流机理研究和抑制方案验证  在对电力电子电抗器合闸机理研究的基础之上,针对产生的原因来提出抑制的方法,抑制的方法不能凭空想象,基于之前查阅的大量文献和实际经验,提出抑制方案,特别是适用在变压器合闸涌流的抑制方案,可以根据电抗器本身的特点进行引用。文章中提到了无功功率补偿和内插电阻两种方案来抑制合闸激磁涌流,并通过仿真来验证合闸激磁涌流是否得到了抑制。  (3)实例分析  在理论研究的基础上,通过与企业合作的实际项目电机软起动,来设计电力电子电抗器运用在实际的工业中抑制其涌流的整体方案,包括对以电力电子电抗器为起动装置的电磁调压软起动柜的硬件和软件的设计,其中硬件设计包括器件的选型、电路的设计;软件设计为系统的流程设计。在实例中验证方案是否可行是更具有实际意义的。  在文章的结尾对全文总结,并在本文的研究基础上提出对未来研究的期望。
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