编辑：昌吉矿用变压器厂家 日期：2019-01-11 人气：402
昌吉矿用变压器空载特性的计算――用有限元法求解 核心提示： 春18卷第3另安徽教育学院学报昌吉矿用变压器空载特性的计算用有限元法求解淮南工业学院昌吉矿用变压器系，安徽淮南200摘要：通过对二相昌吉矿用变压器空载的模型建立，运用有取方法，计算其空载巧性。用有限元法计算所得的空春18卷第3另安徽教育学院学报昌吉矿用变压器空载特性的计算用有限元法求解淮南工业学院昌吉矿用变压器系，安徽淮南200摘要：通过对二相昌吉矿用变压器空载的模型建立，运用有取方法，计算其空载巧性。用有限元法计算所得的空载待也能够较好地逼近实测的空载特性。
式中昌吉矿用变压器的磁场分析是昌吉矿用变压器电磁计算的主要内容。通过磁场分析，可求取昌吉矿用变压器的各种特性、许多参数及铁屯、损耗，完成电磁计算中的大部分计算工作。过去，对于昌吉矿用变压器的磁场进行总体分析计算是有困难胁这是由于昌吉矿用变压器内部有不同的媒质，且各种媒质之间分界线的形状曲折多变，j时在铁也中的磁场具有饱和效应。因此，不得不采用了局部的简化的磁场分析方法。例如，在求取空载特性时，要将磁场简化为若干段磁路，同时还要单独考虑某些局部的磁场问题，如漏磁场，定、转子开槽时的气隙磁场等，并将其效应归结为些系数的计算或图表的查取。工程上，这样处理是简便的，般也是有效的。但是，如果能对磁场作总体的分析计算，方面可1获得更可靠的计算结果，另方面也可对过去些的简化处理方法加检验。
此外，当电机的磁结构比较复杂时，使用传统的磁场分析方法往往不易算准，这时就更有必要对磁场作总体的分析计算。
有限元法由于其应用不受求解问题的边界形状复杂性和媒质非线性的限制，因此适宜于求解昌吉矿用变压器的磁场问题。用有限元法时，单元的剖分灵活性大，适应性强，对磁场在某些部分变化较大的场合容易做到单元的疏密配置比较合理，边界逼近较好，因此解的精度就高。另外，它还使磁场的物理特性被保持得更好，其精度得到进步保证。
2模型的建立抖兰相昌吉矿用变压器2公=么定子18槽，转子化槽，定子采用双层整距分布绕组为例，求取空载特征。示意图如下：[作者简介巧霞淮南工业学院昌吉矿用变压器系讲师。
牵定子兰相绕组中通过兰相对称电流；定子相电流有效值且取叫=瞬时昌吉矿用变压器的磁场可作为平面处理，采用直角座标。空载时，磁场具有对称性，可取半个极距范围作求解区域，求解区域取￡护。在区域中用=角形单元剖分时，为了保证精度，在气隙、齿、槽部分角形单元可取得密些，扼部可取得疏些，并使三角形边边长比较接近，在整个区域中，角形单元从密到疏也要做到逐步过渡。剖分的过程，单元节点编号及座标可由计算机自动形成。剖分图略。
义有限元方法由于区域内存在电流，须用矢量磁位儿求解，考虑到铁屯、中的饱和效应，则儿满足非线性的准泊松方程。在磁场中屯、线石护及定子外圆圆弧线邸上，磁场满足：=，故儿=常敬取心=，即足第类齐次边界条件在极间中屯、满足巧=，即石上，磁场/亦=0，满足第二类齐次边界条件。所磁场的准泊松方程边值问题为：相应的非线性条件变分问题为：式中7磁阻率S―磁通密度人电流密度有限元法是根据变分原理和离散化而求取近似解的方法。昌吉矿用变压器中的电磁场问题般归结为个偏微分方程的边值问题，从偏微分方程边值问题出发，找出个能量泛涵的积分式，令它在满足第类边界条件的前提下取极值，即构成条件变分问题。有限元法便是条件变分问题为对象来求取电磁场问题的。与此同时，将场的求解区域剖分成有限单元，在每个单元内部近似地认为任点的求解困数是在单元节点的函数值之间随着座标变化而线性地变化，因此在单元中构造插值函数。然后把插值函数代入能量泛函的积分式，把泛函离散化为多元函数。根据极值原理，将能量函数对每个自变量求偏导数，并令其等于零，便得到个非线性方程组。此非线性方程组由第类边界条件修正，并采用牛顿拉斐森迭代法解算。
牛顿拉斐森迭代法的原理就是：构成个方程组左端的雅可宾矩阵为系数矩阵，近似解向量的迭代差为未知量，并1近似解向量的剩余向量为右端向量的线性代数方程组，并由它求取每次选代的近似解。整个解的过程可借助计算机来完成。用这种方法，大约迭代几次就可得到精度很高的收敛解。
4空载特性的计算用有限元法求得先后，便可求取空载特性。
由于磁场的对称性，使得2.=7/，所每极磁通量为a与6点间所包括的磁通。
心，心0、6点的矢量磁位/定、转子铁屯、长，也是线圈边有效度。
此时式中左每相绕组感应电势有效值/定子电流频率每相绕组数kw基波绕组系数在用有限元法计算之前，当给定不同的定子空载电流/后可求得电流密度：式中Ns=每槽导体数=支路电流5―槽的等效截面积定子秆组相数z定子铁必槽数―支路数进而计算出值，得到屯及￡[空载电压，于是便得到昌吉矿用变压器的空载特性[=//.
设额定空载电流/6=撕％/6足为定子额电可得空载特性曲线为：空载特性曲线用有限元法计算所得的空载特性，能较好地逼近实测的空载特性。
胡之光，电机电磁场的分析与计算[陈丕璋等，电机电磁场理论与计算[机械工业出版，科学出版化题的有限元解法，科学出版社，1985.
式中―每极磁通
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