一✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥、引言

電抗器設計包括兩個階段⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，即首先進行電⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾、磁計算✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴，然后再進行結構設計及繪制產品生產圖紙⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯。電✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴、磁計算的任務是確定電抗器的電磁負載和主要幾何尺寸ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ，計算其性能參數以及各部分的溫升㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉、重量等⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾。應當指出ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ，電♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃、磁計算是整個產品設計的基礎⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤，是設計的關鍵部分⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ。本文主要介紹電⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺、磁計算的一般問題①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯，對結構設計將不涉及☈⊙☉℃℉❅。

二⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺、改進的設計新思路

1☈⊙☉℃℉❅、初定匝數的新方法

文獻[1]介紹的設計方法具有兩點局限性：第一☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；，要求設計者在調整匝數時具有一定的經驗✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴；第二❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣，初定匝數時假定繞組高度相同❣❦❧♡۵，而實際上繞組高度可能差別較大⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺，這也是溫升公式中考慮高度因素的原因所在☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；，鑒于此①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯，尋找新的確定初始匝數和高度的方法成為必要㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉。

1.1㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦、解方程組法的基本原理

根據空心電抗器感應電勢計算原理☈⊙☉℃℉❅，

對于N層并聯干式空心電抗器來說ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ，可得到關于W12…WN2程組❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣，解方程組得W12…WN2的值✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥，逐一開平方⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓，即得W1…WN⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺。然后計算可得各層的高度H1…HN✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥，即得到匝數高度不完全相同的初始數據❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰，這為后邊控制調整提供很大的方便☾☽❄☃。

1.2㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉、具體計算方法

(1)計算方程組的系數 設的系數的第個分量為：

其中①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯，分別為第個繞組的半徑ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ、電流強度⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤、高度為第個繞組的半徑為第個繞組第段中間點的高度從而可得方程組的系數矩陣：

(2)解方程組

根據方程組的矩陣形式（U為端電壓）⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯，可得ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ，

解得W12…WN2웃유ღ♋♂，開方得W1…WN✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥。解方程組法克服了初定匝數相同進行調整方法的不足☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；，解方程組借助于MATLABⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ，能夠快速運算⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺。

2⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓、改進的二級誤差控制調整匝數高度

如用圖1所示流程圖去調節線圈匝數及高度是非常麻煩而且耗時的工作㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，所以本文將在這里介紹一種改進型的匝數及高度調整方法㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉。主要改進的地方是通過匝數調整后再調整高度這樣的二級調整方案使調整速度及準確性大大提高⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤。如圖2所示為改進后的二級誤差控制匝數高度調整示意圖⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤。

二級誤差控制是指匝數誤差作為第一級控制并聯空心電抗器的各層總電勢與端電壓的誤差❣❦❧♡۵，而高度誤差作為第二級控制各層總電勢與端電壓的誤差☈⊙☉℃℉❅。通過第一級控制調整匝數☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；，使該誤差在端電壓的Eps1范圍內☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；，第二級控制調整高度❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣，使誤差的范圍更進一步的縮小為Eps2ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ，其中Eps1〉Eps2⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ；即匝數調整作為粗調ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ，而高度調整作為細調⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓，最后總的誤差可以控制在Eps2范圍內♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃。

二⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾、設計實例

通過一個簡單的算例對該方法進行驗證⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾。為方便起見ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ，試計算11層并聯空心電抗器㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂。假定每層為一個包封ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ，而且每層的導線半徑相同❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰，都為3mm㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，K=1.2✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅， P=380VA,U=38V☈⊙☉℃℉❅，匝數和初始高度W0=27,H0=0.0981m♀☿☼☀☁☂☄；級控制誤差Eps2=1%⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤，經過二級誤差控制調整后得到如表1示的結果ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ。

表1二級誤差控制調整后匝數❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣、高度及電勢計算結果層數初始匝數初始高度/m調整前各層電勢/V一級誤差(2%)調整后匝數一級調整后各層電勢/V二級誤差(1%)調整后高度/m二級調整后各層電勢☈⊙☉℃℉❅。

從上表中幸运pk10快艇可以看出：二級誤差控制調整的精度⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯，比一般標準輸電線路控制在5%☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；、用戶線路控制在2%內的精度大大提高☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；；運算速度㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂，明顯提高㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂。一般匝數調整時的增加或減少匝數是一匝一匝的進行❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣，這樣調整將是非常緩慢的☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；，若給出一個加速公式㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，使得匝數和高度的調整過程更快速方便①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯。

四ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ、結論

本文介紹有關空心電抗器設計的方法及步驟웃유ღ♋♂，并在原有設計流程的基礎上進行改進✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥，提出了二級誤差控制調整匝數和高度的方法ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ，使得設計自動化☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；，所得結果也更符合實際需要ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ，計算速度和精度都得到很好的提高⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ。為了更進一步提高計算速度ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ，本文還提出了一種解方程組確定初始匝數的方法⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺，使得設計計算量大為減少☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；。

幸运pk10快艇是一家集產品研發ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ、制造⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ、銷售✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥、服務為一體的高科技企業ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ。我公司專業生產各種型號的高低壓電抗器及變頻器周邊配套產品⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓。

高壓電抗器種類：干式空心串聯 電抗器웃유ღ♋♂、干式空心限流電抗器ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ、干式空心濾波 電抗器ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ、干式鐵心串聯電抗器☈⊙☉℃℉❅、干式鐵心起動 電抗器⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺。

低壓電抗器種類：低壓電容柜補償用串聯 電抗器❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣、變頻器用輸入✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴、輸出電抗器ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ、直流平波電抗器✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅、低壓空心濾波電抗器㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂、非晶高頻電抗器和特殊電抗器等❣❦❧♡۵，另外我公司有各種變壓器☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；、濾波器✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥、制動單元♀☿☼☀☁☂☄、電阻㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，是您選擇定制產品的專業公司♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃。