可控电抗器的有限元分析

：本文基于交流可控饱和电抗器的自励磁结构，建立了电抗器的有限元模型。以380 V/13A 可控电抗器为研究对象，建立了可控电抗器磁场分布的ANSYS 有限元模型。分析结果表明，在传统磁控电抗器的结构下的两个铁心柱小截面段的交替饱和，在小截面段附近铁心区域存在较大的横向磁场分量，增加了可控电抗器铁心和绕组附加损耗，可以通过对小截面进行了分段处理降低可控电抗器铁心和绕组的部分附加损耗。

有限单元的思想最早由Courant 于1943 年提出， 至今，其在电气工程领域中的有限元法己经成为各类电磁场、电磁波工程问题定量分析与优化设计的主导数值计算方法[1]。

有限元法是从变分原理或加权余量法出发，结合单元剖分和分片插值，用以求解数理方程的一种离散化数值方法。其将场域离散化的过程中保持了明显的物理意义，既基于物理的最小作用原理；有限元法适用范围广泛，可应用于区域边界线和内部媒质分界线等形状复杂，以及场域内场的分布变化较大的场合； 剖分比差分法灵活；计算程序通用性比较强。但是其单元的剖分缺乏规律，制作单元剖分图和准备已知数据时较为复杂；对于无边界区域的求解不方便。

针对可控并联电抗器在高压电网中应用越来越广泛，而其原理是利用控制电抗器中的磁路饱和度来实现电抗器容量的连续调节，但是其存在损耗大、谐波严重和相应速度较慢的缺陷，目前研究学者通过外部电路来解决这些问题，如移向消谐和快速励磁等手段，但是效果并不明显。本文通过对其运行时的饱和状态以及不饱和状态下的磁场进行数值分析可以加深对其缺陷以及不足的机理的理解，进而做到避免其Copyright © 2012 Hanspub 7