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电抗器是一种在强弱电技术常用的电器元件,从它的应用功能上可分为限流电抗器、滤波电抗器、平波电抗器、平衡电抗器等。根据它们的使用频率又可分为直流电抗器、低频电抗器、高频电抗器。不同功能和使用条件不同的电抗器,其外形、结构、设计方法差异很大。本文重点介绍直流电抗器的设计方法。
1.电抗器设计应用原理
电抗器的设计原理主要依据电磁基本理论,设计过程涉及到材料磁特性、磁导率、磁性材料的加工方法、电抗器的结构、磁路的长度、电抗器的工作频率、电流、波形特点、是否含有交流分量、这些都直接影响到电抗器的设计性能,因此大都采用工程近似计算法进行初步计算,然后将样品电抗器通电试验后根据其电性能再进行设计调整以获得最佳的电气性能。
2.直流电抗器的基本设计方法
(1)根据电抗器的工作频率选择磁性材料
通常直流电抗器选用硅钢片作为导磁材料,当直流电抗器工作过程需滤除高频成分且高频频率在10kHz 以上100KHz 以下也采用超微晶磁性材料或坡莫合金材料来完成。
(2)根据电抗器的工作性质选择电抗器的结构
当电抗器作为限流用时,我们希望它的电抗能随着通过的电流增大而增大,因此在设计时应采用较长的磁路,以增加磁路损耗。
由于直流电抗器工作时有直流分量通过时,应适当增加磁路的气隙。以免受铁芯磁化的影响。同时还要根据电抗器通过的电流合理选择导线的截面积,以降低损耗,合理选择窗口面积和铁芯结构形式。
由于影响电抗器的参数较多,设计完成后应反复验算几遍,以求获得最佳的设计效果。
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