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2013PLM征文:不同材料的低压升高座综合磁场分析

2013/11/17    来源:e-works    作者:王德聚      
关键字:变压器综合磁场分析  涡流损耗  MagNet  
生产制造电气产品离不开对产品电磁场的仿真分析。本文以变压器为例,通过精确的模拟仿真对比分析变压器低压升高座内部涡流损耗损耗分布,从而指导设计优化产品。

    2.3 升高座周围损耗分布分析

    升高座外部的漏磁通也是引起升高座损耗的原因之一,下面列出三种情况的损耗值和箱盖损耗密度云图再加以分析。

表2 三种情况损耗值

三种情况损耗值

A3钢升高座下面的箱盖损耗密度云图

图27 A3钢升高座下面的箱盖损耗密度云图

无磁钢升高座下面的箱盖损耗密度云图

图28 无磁钢升高座下面的箱盖损耗密度云图

铝合金升高座下面的箱盖损耗密度云图

图29 铝合金升高座下面的箱盖损耗密度云图

    从表2中数据可以看出,无磁钢升高座下面的箱盖损耗最大,这也和无磁钢升高座外部漏磁最大相吻合。从图27~图29可以看出,箱盖损耗主要集中在升高座法兰附近,由于升高座里的铜排是产生损耗的源头,所以这点也很容易理解。但是三幅云图中均是法兰上部的损耗密度大于下部。这是因为这台变压器的箱盖是倾斜的,铜排与箱盖不垂直,这就造成了“这个斜坡(箱盖)”上部和下部所处的漏磁通不一样。由于升高座法兰上部和下部的漏磁通不同,那么势必导致箱盖上部和下部损耗分布不均,如图27~图29一样。以A3钢升高座为例,取箱盖下部和上部的两条直线(图30和图32),绘出沿两条直线的磁通密度分布曲线图。

取法兰下部的蓝线生成磁密曲线

图30 取法兰下部的蓝线生成磁密曲线

沿着图24的蓝线生成磁密曲线

图31 沿着图24的蓝线生成磁密曲线

取法兰上部的蓝线生成磁密曲线

图32 取法兰上部的蓝线生成磁密曲线

沿着图26的蓝线生成磁密曲线

图33 沿着图26的蓝线生成磁密曲线

    从图31和图33可见,法兰下部沿着蓝线磁密最大值为0.0048T,法兰上部磁密最大值为0.0056T。由此可见,箱盖损耗分布不均是由于箱盖各部分所处的漏磁通不同引起的。由这一现象引起的注意是,对于斜箱盖,升高座法兰上部损耗较大,如需要可加屏蔽降低损耗。

3 结论

    经过仿真升高座的磁场分布,以及对比三种钢材的损耗可以得出,如用无磁钢和铝合金材料的升高座,应着重考虑下部法兰发热的问题,且无磁钢损耗大于铝合金;如用A3钢材料升高座,应考虑升高座内壁损耗过大。对于大电流的变压器,低压升高座用铝合金能有效降低损耗,但要在法兰处加屏蔽材料。

    钢板的屏蔽效果无磁钢最好,而A3钢最差。外部漏磁则是无磁钢材料最大,铝合金材料最小。

    对于斜箱盖,靠近升高座法兰上部的箱盖附近损耗较大,如需要可加屏蔽降低损耗。

责任编辑:程玥
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