基于Labview的18脉冲ATRU变压器参数设计.pdf

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1、币‘

2、／签弗1划电力电子技术Vo1．47．No．12013年1月PowerElectronicsJanuary2013基于Labview的18脉冲ATRU变压器参数设计朱丹，杨春1,2，王慧贞(1．南京航空航天大学，江苏南京221016；2．94857部队，安徽芜湖241007)摘要：以不对称式DP型l8脉冲自耦变压整流器(ATRU)为研究对象，介绍了其工作原理及参数设计流程，并在Labview平台上完成了18脉冲ATRU变压器的设计软件、减小了18脉冲ATRU设计的复杂性。最后在软件设计的参数基础上完成了12．5kW18脉冲ATRU的样机研制和实验验

3、证。关键词：自耦变压整流器；参数设计；软件中图分类号：TM461文献标识码：A文章编号：1000—100X(2013)01—0024—02TheParametersDesignof18-pulseATRUTransformerBasedonLabviewZHUDan．YANGChun一，WANGHui—zhen(1．NanjingUniversityofAstronauticsandAeronautics，Nanjing221016，China)Abstract：TheasymmetricalDP-type18一pulseauto—transforme

4、rrectifierunits(ATRU)istakenforstudyanditswork·ingprinciplesanddesignprocessaregivenbriefly．Itcompletessoftwaredesignforparametersof18·pulseATRUtransformerviaLabview，whichreducescomplexityof18一pulseATRUdesign．Finallyitinventsaprototypeof18一pulseATRUandtakesexperimenttoverifyit．K

5、eywords：auto—transformerrectifierunits；parametersdesign；software1引言两组辅三相电压相位分别超前和滞后于主三相电压37。，幅值为其0．746倍。3组电压经整流多脉冲整流技术具有谐波抑制能力强，结构桥后的输出电压为任意时刻线电压最大值，二极管简单，可靠性高。过载能力强等特点，应用前景广按照相应线电压的矢量切换次序选通，输出18个阔Ⅲ。对18脉冲ATRU的变压器部分进行参数设幅值相同，相位间隔2O。的电压，即18脉波。根据计。并经过多次优化完成了基于Labview的软件磁势平衡原理及基尔霍夫电

6、流定律，可得各结点设计。减小了18脉冲ATRU设计的复杂性。电流表达式及理论波形．进而得到输入电流理论2工作原理波形为18脉冲阶梯方波，如图2所示。图1示出不对称式DP型18脉冲ATRU的电路原理图，其中，自耦变压器用于产生满足整流器概1I18＼越替l8业匦18181事8。广一一rr1辫1要求的3组三相电压。图2不对称式18脉冲ATRU电流波形图Fig．2Currentwaveformsofasymmetric18-pulseATRU根据波形计算可得．不对称式l8脉冲ATRU输入电流的总谐波含量理论值为10．1％。实际铁心绕组中，每个铁心柱对应有一个初

7、级绕组，4个次级绕组，初级绕组总匝数为ⅣD，次级绕组Ⅳs匝数分别为Ⅳs，，，，且=，：虬。通过矢量计算[2]可得：Ⅳs／Ⅳp=0．746，Ⅳ／Ⅳp=0．389。图118脉冲ATRU的电路原理图Fig．1Principlediagramof18一pulseATRU3DP型18脉冲ATRU软件设计步骤3．1磁芯型号选择定稿日期：2012—08—01磁芯从BSD的E型铁心型号中选取．由于设作者简介：朱丹(1990一)，女，江苏南京人，硕士研究生，计功率基本为5kW以上，流过导线的电流均比研究方向为电力电子变换技术。24基于Labview的18脉冲ATRU变压

8、器参数设计较大，所以导线选用扁导线，而非圆导线，从而提后线圈厚度变化趋势进行调整，若增大一层后线高窗口的利用率。圈厚度变小则增大层数，若变大则保持层数不变。3．2参数设计软件的输入输出变量再次计算线圈总厚度，并判断线圈总厚度与窗口软件设计的输入变量：电流密度；铁心磁密宽度一半的大小，校核厚度上是否绕得下，不符合度B；铁心尺寸；频率f(360~800Hz)；有效截面则重新选择磁芯大小。k。的表达式为[3]：系数ks；排绕系数kp；叠绕系数k和功率等级P。=2(SⅣ口+S11+Js2．7、+S3^+S4^)／(co)(8)输出量：铁心尺寸及其有效截面积S；

9、初、次根据经验，判断k是否在0．2—0．4之间，判断级导线尺寸及要求：导线宽度d>3mm，导线