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电抗器*串联电抗器|滤波电抗器|进线电抗器|输出电抗器-上海振肖电气有限公司

电抗器的普遍计算公式是什么?

电抗器的普遍计算公式是什么?

我们现在所见电抗器就其磁路结构而言,有空气式电抗器和带间隙的铁心式电抗器两种,电抗器按用途来分类主要有并联电抗器、消弧线圈、限流电抗器、
饱和电抗器等,那么电抗器的计算公式是什么呢?下面我们就以铁心电抗器为例给大家说一说电抗器的计算公式。

铁心电抗器的电抗计算
当铁心电抗器的线圈中通以交流电流时,它就会产生两部分磁通,如图1-1所示。一部分是主磁通Φm。它沿铁心磁路(铁心饼、饼间气隙、铁轭)闭合,与全部线匝相交链;另一部分是漏磁通Φσ
,它主要沿空气(或油)闭合。图1-2是这种电抗器的等效电路。在等效电路中,主磁通所对应的电抗称为主电抗,而漏磁通所对应的电抗称为漏电抗,铁心电抗器的电抗为主电抗与漏电抗之和。本节将分别对主电抗和漏电抗进行讨论。

图1-1铁心电抗器的磁通及磁势

图1-2铁心电抗器的等效电路

第一节 主电抗计算(磁路法)

铁心电抗器的主电抗

Xm=ωLm

式中,LmH),为主磁路对应的电感,即主电感(

Lm=W2Λ

式中,W———电抗器的总匝数;

Λ———主磁路的磁导。

为了较准确地计算主磁导Λ,首先研究一下主磁通磁力线的分布。如图1-3所示,

主磁通的磁力线可分为两部分,第一部分是穿过铁心饼下气隙面积的磁力线,假定它们都垂直射入(或射出)铁心饼截面,分布是均匀的,这一部分磁路对应的磁导记为Λm1
;第二部分是除了第一部分之外的主磁通的磁力线,它们是由边缘效应所产生的,其路径近似为半圆,这一部分磁路对应的磁导记为Λm2,则

Λ=Λm1+Λm2

图1-3 气隙处磁力线分布图

铁心饼下空气隙对应的磁导按下式计算:

Λ=µ0µrAδ/δ

式中,δ———铁心饼间气隙长度(m);

µr———相对磁导率;(一般视为一个常数1)

µ0———空气相对磁导率;µ0=4πx 10-7 H/m

Aδ———磁路等效导磁面积(㎡),

Aδ= Aδ1+ Aδ2

式中,Aδ1———铁心饼截面的几何面积(㎡);

      Aδ2———衍射等效截面的几何面积(㎡)。

Aδ1=AZ/Kdp

式中,AZ———铁心柱净截面积(㎡);

Kdp———铁心叠片系数。

Aδ2=2ε(am+bm+2ε)

ε=δ/π ㏑(H+δ/δ)

式中,am———铁心柱最大片宽(m);

bm———铁心柱最大厚度(m);

       H———铁心饼高度(m);


当铁心电抗器有n个气隙时,其主电感

Lm=W2Λ= W2µ0Aδ/nδ

其主电抗

Xm=ωLm

=2πf W2µ0Aδ/nδ

=2πf W24πx 10-7 Aδ/nδ

=8π²f W2 Aδ/nδx 106

=7.9 f W2 Aδ/nδx 106

例1-1 已知图1-1所示的三相铁心电抗器的一相铁心柱由7个铁心饼组成,每个

铁心饼高度为h=50mm,每个气隙长度为δ=12mm,w=208;f=50HZ;AZ=471.5cm2 , Kdp=0.93;截面圆直径d270mm;am=260 mm;bm=224 mm。求该电抗器的主电抗。=

解: h=50mm=0.05m

    δ=12mm=0.012m

     AZ=471.5cm2=0.04715m2

am=260 mm = 0. 26 m

bm=224 mm=0. 224m

n=7+1=8

ε=δ/π ㏑(H+δ/δ)=0.012/3.14x㏑(0.05+0.012/0.012)=0.0063m

Aδ2=2ε(am+bm+2ε)=2x0.0063x(0.26+0.224+2x0.0063)=0.006257m2

Aδ1=AZ/Kdp=0.04715/0.93=0.0507 m2

Aδ= Aδ1+ Aδ2=0.0507+0.006257=0.056957 m2

Xm=7.9 f W2 Aδ/nδx 106=7.9x50x2082x0.056957/8x0.012x106=10.134
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