湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) HUNANUNIVERSITY畢業(yè)論文論文題目降階電感矩陣法及其在集成濾波電感變壓器中的應(yīng)用學(xué)生姓名學(xué)生學(xué)號專業(yè)班級電氣工程及其自動(dòng)化1109班學(xué)院名稱電氣與信息工程學(xué)院指導(dǎo)老師學(xué)院院長2015年 月日(4.11)即可求得牽引繞組用作直流濾波電抗器時(shí)的電感量。HYPERLINK4.2.2實(shí)驗(yàn)測試數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)對比 為驗(yàn)證降階電感矩陣法的正確性及精確性，本文通過相應(yīng)的試驗(yàn)方案對實(shí)物進(jìn)行了實(shí)體測量，并測得了試驗(yàn)數(shù)據(jù)。具體的試驗(yàn)接線如圖4.3所示，現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)圖如圖4.4所示。（a）牽引繞組反向連接（b）牽引繞組正向連接圖4.3直流濾波電抗器電感量測試試驗(yàn)接線圖圖4.4直流濾波電感現(xiàn)場測試圖為了驗(yàn)證本文提出的降階電感矩陣法在實(shí)際工程中應(yīng)用的正確性和有效性，對8繞組牽引變壓器進(jìn)行試驗(yàn)研究后，測量得出了相應(yīng)的直流濾波電抗器的電感值。表4.2牽引繞組反串結(jié)果對比參數(shù)計(jì)算數(shù)據(jù)測試數(shù)據(jù)

計(jì)算誤差U21/V16.216.2/U22/V16.216.2/U1/V01.91/I21/A37.5833.95/I22/A37.5833.95/Lf/mH1.3721.5199.6%表4.2牽引繞組正串結(jié)果對比參數(shù)計(jì)算數(shù)據(jù)測試數(shù)據(jù)

計(jì)算誤差U21/V1001.91001.9/U22/V1001.91001.9/U1/V1287012850/I21/A101.3099.34/I22/A101.3099.34/Lf/mH31.4832.102%4.3降階電感矩陣法的精確性及工程應(yīng)用性能分析將實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)與前文應(yīng)用將階電感矩陣法計(jì)算求得的電感數(shù)據(jù)相對比，觀察計(jì)算值與實(shí)際測量值之間的差距，以此來分析降階電感矩陣法的實(shí)施可行性。上一小節(jié)中的表4.1和表4.2分別給出了牽引繞組反串和正串時(shí)的直流濾波電抗器電感值的計(jì)算結(jié)果以及試驗(yàn)測試結(jié)果。由此可得：（1）牽引變壓器的牽引繞組正串時(shí)的電感量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于牽引繞組反串時(shí)的電感量。更接近直流牽引供電系統(tǒng)對直流濾波電感參數(shù)的要求。（2）兩種方案下直流濾波電抗器電感量的試驗(yàn)測試結(jié)果比理論計(jì)算值大，這主要是因?yàn)樵诶碚撚?jì)算直流濾波電抗器時(shí)，忽略了牽引繞組的電阻分量。（3）牽引繞組反串時(shí)的電感量計(jì)算誤差要大于牽引繞組正串時(shí)的計(jì)算誤差，這是由于兩種連接方式下都忽略了繞組的電阻部分，使計(jì)算量都出現(xiàn)了偏大的結(jié)果，而反串時(shí)本身電感值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于正串時(shí)的電感值，所以誤差所占比例偏高。（4）理論計(jì)算結(jié)果與測試結(jié)果具有較好的一致性，最大計(jì)算誤差在10%以內(nèi)，滿足工程需求。結(jié)論由于市場的推動(dòng)，電氣設(shè)備逐漸向集成化、高效化、安全化發(fā)展。這樣的發(fā)展趨勢，使得以節(jié)省濾波空間來降低設(shè)備重量和體積成為了新的發(fā)展主流。為降低對濾波空間的占用，設(shè)備復(fù)用成為了不二選擇。在集成濾波電感變壓器中，應(yīng)用二次繞組充當(dāng)濾波電抗器以實(shí)現(xiàn)設(shè)備復(fù)用，不僅降低了設(shè)備重量和設(shè)備體積，還具有良好的經(jīng)濟(jì)性。本文以雙流制電力機(jī)車牽引變壓器為對象，具體分析了直流工況下，牽引繞組復(fù)用為濾波電抗器的可行性，并提出了計(jì)算其電感值的具體方法。對多繞組變壓器而言，計(jì)算其電感值是個(gè)復(fù)雜的過程，工作量大，計(jì)算復(fù)雜，耗時(shí)較長，設(shè)備復(fù)用的變壓器則難度更高，建模復(fù)雜且計(jì)算模型為非線性。本文提出了一種基于降解電感矩陣法的新的計(jì)算電感值的方法，并分析了其在集成濾波電感變壓器中的應(yīng)用。首先，本文詳細(xì)推導(dǎo)了對電感矩陣進(jìn)行降階的通用轉(zhuǎn)換式，再根據(jù)設(shè)備復(fù)用狀態(tài)下接線方式的不同建立了變壓器的端口電壓方程，應(yīng)用降階通用轉(zhuǎn)換式對其進(jìn)行降階，結(jié)合相應(yīng)的端口條件，即可得出計(jì)算直流濾波電抗電感量得公式。該方法具有很強(qiáng)的程序性，可通過編程方便的帶入變壓器中不同接線方式下電感量的計(jì)算，具有很廣泛的應(yīng)用前景。在本文的最后，我們將計(jì)算求得的數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)求得的數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比，發(fā)現(xiàn)計(jì)算誤差在可以接受的范圍內(nèi)，從而驗(yàn)證了該方法的正確性和在工業(yè)上應(yīng)用的可能性。致謝信大學(xué)四年已接近尾聲，終于用這篇論文畫上句號。首先要非常感謝指導(dǎo)老師許加柱老師在這個(gè)學(xué)期以來的悉心指導(dǎo)，當(dāng)我遇到問題時(shí)去請教他，他總是非常細(xì)致、耐心、及時(shí)得解決我的困惑之處，。在每周一次的例會(huì)上，老師會(huì)為我們一一點(diǎn)評本周的任務(wù)完成情況并對下周的任務(wù)進(jìn)行分配，帶領(lǐng)我們一步步推進(jìn)畢業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)程，還教給我們很多科研的方法和經(jīng)驗(yàn)，以及對待學(xué)術(shù)的端正態(tài)度。其次還要感謝實(shí)驗(yàn)室學(xué)長學(xué)姐們的照顧，教我學(xué)習(xí)新的軟件，新的知識，還會(huì)分水果給我吃，讓我在實(shí)驗(yàn)室也有家的感覺，十分親切。感謝祁琪學(xué)姐、雙萍學(xué)姐、袁歆學(xué)長、以及實(shí)驗(yàn)室給