磁控电抗器的电磁特性及其控制可靠性研究

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1、分类号：UDC：学校代号：11845密级：学号：2111104016广东工业大学硕士学位论文(工学硕士)磁控电抗器的电磁特性及其控制可靠性研究林桂龙指导教师姓名、职称：猩这渔塾撞学科(专业)或领域名称：电氢王猩学生所属学院：自动丝堂医论文答辩日期：垄Q!垒生墨旦圣!旦ADissertationSubmittexttoGuangdongUniversityofTechnologyfortheElectromagneticPropertiesndReliabilityResearchofI-lectromaqneticHropertiesaarcnOtcontr

2、olofMagneticallyControlledReactorMaster．Candidate：LinGuilongSupervisor：Prof．ChengHanxiangMay2014FacultyofAutomationGuangdongUniversityofTechnologyGuangzhou，Guangdong，P．R．China，510006㈣6Ⅲ—●删5舢1Ⅲ8㈣52㈣2砌洲Y髓1．aLJSg圮培∞t11血∞e．∞煳蹦gm删洒B∞fmO培r盼e¨k汀a玎№{ic+上江吖me印eD摘要电力系统中的无功补偿与无功平衡，能够改善电力系统的稳定

3、性，提高系统输电能力，这对于改善电能质量、提高电网的经济效益起着重要的作用。从电力行业的发展趋势可以看出，新型无功补偿装置的研发和应用成为了目前电力系统中的一个急需解决的关键技术问题。磁控电抗器正是在这一背景下发展起来的。磁控电抗器(MagneticallyControlledReactor，MCR)是一种新型柔性交流输电装置，谐波含量小，响应速度快，能够随着系统无功的变化而自动平滑地进行相应的调节，是电力系统进行无功补偿和电压调节的一个很好的选择。本文首先对磁控电抗器的工作原理进行了分析，针对磁控电抗器的5种工作状态，建立起相应的数学模型，并对各个状态之间

4、的转换进行了分析。将由数学模型得出的仿真波形与实验波形进行对比，二者较为吻合，验证了该数学模型的．正确性。，通过观察仿真波形可以发现：直流偏磁越大，其输出电流也越大。这说明了磁控电抗器的输出电流与直流偏磁是密切相关的。因此，直流偏磁的大小决定着磁控电抗器无功的输出。接着，采用有限元分析软件ANSYS对磁控电抗器的磁路进行了仿真分析。建立了磁控电抗器的单相四柱模型。通过ANSYS仿真，对磁控电抗器施加不同幅值的直流，磁控电抗器磁阀部分的磁力线分布和磁感应强度均会相应发生变化。直流越大，磁力线会越密集，磁感应强度也会越大。由于磁感应强度与磁控电抗器的输出电流密切

5、相关，因此直流偏磁影响着磁控电抗器的输出电流，进而影响着磁控电抗器的输出无功功率。由于磁控电抗器的直流偏磁大小是由晶闸管的导通时间控制的，所以整个控制系统中最关键的就是对晶闸管的导通进行可靠控制。本文最后就是从软件和硬件两方面对晶闸管控制的可靠性进行研究。硬件方面分析了采样电路、同步信号电路和晶闸管触发电路，主要是从对电路的保护、谐波的滤除、同步信号的精准、晶闸管的可靠触发等方面进行研究，进而提高硬件电路的可靠性。软件方面分析了FFT算法、脉冲发生程序和PID算法，主要是从减少DSP计算量、提高精确度、保证晶闸管触发时序和自动控制算法的准确等方面进行分析，保

6、证晶闸管触发的可靠性：从而提高软件控制的可靠性。通过硬件和软件两方面的改进，最终实现晶闸管的可靠广东工业大学硕士学位论文控制，从而提高磁控电抗器运行的可靠性。关键词：磁控电抗器，电磁特性，数学模型，ANSYS，可靠性IIAbstractAbstractReactivecompensationandreactivebalancecouldimprovethestabilizationofthepowersystemandincreasethetransmissionability，whichwasveryimportanttoimprovequalityofe

7、lectricityandtheefficiencyofthepowersystem。Accordingtothedevelopmenttrendofpowerindustry，researchingandapplicationofnovelreactivepowercompensationdevicewasakeytechnicalissuewhichwasneededtobesolvedurgently．It’SthebackgroundofthebirthanddevelopmentofMagneticallyControlledReactor，MCR

8、．MCRwasanewkindofflexibleA