[發明專利]一種基于可視化算法的電抗器設計方法

有效

• 申請號: 201410159264.1
• 申請日: 2014-04-18
• 公開（公告）號: CN103956259A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 劉旭光;鄒劍;顧小虎;張曉同;陳麗紅;王玲莉
• 申請（專利權）人: 江蘇南瑞帕威爾電氣有限公司;江蘇宏源電氣責任有限公司;重慶市亞東亞集團變壓器有限公司
• 主分類號: H01F41/00
• 分類號: H01F41/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本發明涉及一種電抗器設計方法，具體涉及一種基于可視化算法的電抗器設計方法。

背景技術

隨著電力電子技術的飛速發展，各種電力電子裝置在電力系統、工業、交通、家庭等眾多領域中的應用日益廣泛，由此帶來的諧波問題日益嚴重，所以解決諧波問題是當前最重要的問題。與其它電氣元件不同，使用者很難采購到符合自己要求的電感，具體設計一個磁性元件在滿足電氣性能條件下，需要綜合考慮其成本、體積、重量等困難。

常用的整流電路中采用三相橋式結構，雖然電容濾波電路受到許多設計者的要求，但是其輸出的電壓畸變率較大，會影響用電設備，防止整流電路中受到大電流的沖擊，在電容濾波電路的基礎上串入直流鐵芯電抗器，構成濾波電路，濾波電路結構如圖1所示，包括整流橋1、直流鐵芯電抗器2、濾波電容3和負載4。整流橋輸出電壓不僅含有直流分量，而且含有交流諧波，該諧波對于負載工作及其不利，如果濾波器設計的不好，則電壓紋波系數較大，其輸出波形不平直，故必須使得整流輸出電壓紋波系數達到較小。濾波電感在整流電路濾波器中所占的體積相當大，其質量也較重，制約著濾波器的體積小型化。

直流鐵芯電抗器平面結構如圖2所示，主要包括線圈5、鐵芯6、氣隙7組成。選擇磁材料時，需要考慮磁通密度、磁導率、損耗等因素，優化設計中需要選擇具有高飽和磁通密度的磁材料，目前廣泛采用的磁材料主要有硅鋼、鐵氧體、非晶態合金等材料，體積是設計電抗器的重要指標之一，使電抗器體積盡可能小，應該選擇飽和磁感應強度大的鐵芯。

傳統電抗器設計通常采用常規的鐵芯型號，即其橫截面積為正方形，這樣不能合理的應用電抗器鐵芯，同時電抗器線圈匝數還需要通過大量數據計算才可得到具體數值。采用常規的設計方法，在設計過程中不能直觀的觀察各個變量參數變化對電感量的影響。

有鑒于此，有必要提出一種利用可視化方法進行直流鐵芯電抗器的優化設計。

發明內容

本發明提供了一種基于可視化算法的電抗器設計方法，解決了傳統設計方法在設計過程中不能直觀的觀察各個變量參數變化對電感量的影響的問題。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

一種基于可視化算法的電抗器設計方法，包括以下步驟：

步驟一，定義變量：電抗器鐵芯磁路長度l、電抗器鐵芯截面積S和電抗器線圈匝數N；

步驟二，根據定義的變量獲得電抗器的電感量L和電抗器的體積V，如下，

L=SN21.5lgμ0+70.84lμ02763.36lglμ0+89320l2μ02+1.56lg2]]>