特高压平波电抗器结构件损耗分析

摘要：本文结合空心电抗器设计的特点，利用有限元软件仿真环境建立三维模型。在所建立的模型基础上，对空心电抗器结构件损耗进行仿真分析。

关键词：平波电抗器 ANSYS 动态仿真

在ANSYS中进行三维建模，分别对铜线圈和铝板定义属性。首先，选择合适的内径、外径及高度，对绕组进行三维建模。其次，进行星形架三维建模，这部分需要将工作平面进行偏移和旋转，以期得到理想的效果，通过不断旋转工作平面和特定点的选取来生成长方体，进而进行两个合适体的体搭接。体搭接后通过体镜像来的到完整的结构件模型。再次，通过与星形架三维建模相似的方法，进行空气建模，不过由于电磁场的分布规律将这部分的模型建成实心球体。然后，将各个体赋属性，保存后进行剖分，剖分时选择三维网格自由剖分。最后进行加载求解。

通过建模剖分后我们可以得到三维磁场分布图如图1所示，结构件磁密分布如图2所示，三维涡流分布如图3所示。

图1三维磁场分布

图2结构件磁密分布

图3三维涡流分布

运用ANSYS10.0有限元分析电抗器结构件损耗，分析结果见下图：

___________ SUMMARY OF POWER LOSS CALCULATION ____________

Load step = 1. Substep = 1. Freq.= 0.1000E+03

Time average power loss = 136.149894 Watts.

Parameter defined for power loss： PAVG.

Element table item for power loss density： PLOSSD.

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图4电抗器结构件损耗ANSYS运行结果

结论：

利用有限元软件，本文对空心电抗器的电感和结构件损耗作了仿真计算，对仿真结果进行了分析。电感是空心电抗器的重要参数，是空心电抗器设计的主要设计参数，计算时要求必须具有足够的准确性，对于并联电抗器在额定电压和额定频率下，电感的容许偏差为，限流电抗器的容许偏差为2%。而本文计算求出的框架式结构空心电抗器的电感值和实验数据比较误差仅为0.809%，与以往经验公式计算结果误差5.339%相比，精度提高明显。以此可以证明利用有限元方法对框架式结构空心电抗器进行磁场分析和参数计算是完全可行的，而且计算结果精确可靠。

参考文献：

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[2] 王富耻，张朝晖. ANSYS 10.0有限元分析理论与工程应用. 北京：电子工业出版社，2006年

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[5]李黎明. ANSYS有限元分析实用教程.北京：清华大学出版社，2005年

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