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专利号: 2022114638027
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种谐波环境下车载牵引变压器绕组绕制结构的评估方法,其特征在于,包括以下步骤:

第一步:搭建车载牵引变压器绕组绕制结构评估实验平台;

第二步:根据实验平台获取变压器绕组运行参数;

第三步:计算电磁融合因子,温度和压力影响因子;

第四步:获取绕组绕制结构综合评估系数;

第五步:评估绕组绕制结构的合理性;

所述第一步的具体过程为:

车载牵引变压器绕组绕制结构评估实验平台包括:轴向霍尔传感器(1)、辐向霍尔传感器(2)、磁场控制器(3)、温度控制器(4)、外侧温度传感器(5)、绕组温度传感器(6)、车载牵引变压器测试绕组(7)、左侧轴向压力传感器(8)、右侧轴向压力传感器(9)、上侧辐向压力传感器(10)、下侧辐向压力传感器(11)、电源发生装置(12)、谐波发生器(13)、交流电流表(14)、终端控制设备(15)、湿度控制器(16)、湿度传感器(17)、实验空间(18),其中:终端控制设备(15)直接与电源发生装置(12)、湿度控制器(16)和温度控制器(4)相连,为减小实验误差每次实验前都通过湿度控制器(16)和温度控制器(4)控制环境的湿度和温度,环境温湿度由外侧温度传感器(5)和湿度传感器(17)分别来测量;终端控制设备(15)通过控制电源发生装置(12)调节谐波发生器(13)的输入电压,从而得到梯度变化的谐波电压;模拟实验在实验空间(18)中进行,交流电流表(14)测出谐波电流的有效值;车载牵引变压器测试绕组(7)周围放置轴向霍尔传感器(1)、辐向霍尔传感器(2)、绕组温度传感器(6)、左侧轴向压力传感器(8)、右侧轴向压力传感器(9)、上侧辐向压力传感器(10)、下侧辐向压力传感器(11)、湿度传感器(17),分别用于测量车载牵引变压器测试绕组(7)在通入谐波电流后的轴向漏磁场强度、辐向漏磁场强度、绕组温度、左侧轴向压力、右侧轴向压力、上侧辐向压力、下侧辐向压力和环境湿度;然后将得到的数据代入计算公式得到综合评估系数;

所述第二步的具体过程为:

车载牵引变压器测试绕组(7)额定工作情况下的工作温度为Tnorm,单位为K;额定电压为UN,单位为V;首先通过终端控制设备(15)控制湿度控制器(16)调节实验空间(18)内部的湿度为RH,单位为Rh%;已知变压器额定电压为UN,通过谐波发生器(13)设置一系列递增的谐波电压,电压为Ui,i的取值为实验次数,i=1,2…10,取U1=0.5UN,U10=5UN,中间的电压梯度差为0.5UN,一共10组实验,每一组实验谐波电压加在车载牵引变压器测试绕组(7)上保持30s,然后通过轴向霍尔传感器(1)和辐向霍尔传感器(2)测得的波形分别计算出车载牵引变压器测试绕组(7)的轴向漏磁场强度Bax和辐向磁场强度Bra,单位为mT;其中轴向霍尔传感器(1)和辐向霍尔传感器(2)的水平距离为L1,垂直距离为L2,单位为cm;再通过交流电流表(14)测出车载牵引变压器测试绕组(7)流过的谐波电流大小Iw,单位为A;再通过左侧轴向压力传感器(8)、右侧轴向压力传感器(9)测得的值取平均值获取车载牵引变压器测试绕组(7)的轴向压力Fax,单位为N;通过上侧辐向压力传感器(10)、下侧辐向压力传感器(11)测得的值取平均值获取车载牵引变压器测试绕组(7)的辐向压力Fra,单位为N;最后通过绕组温度传感器(6)得到车载牵引变压器测试绕组(7)的温度Tav,单位为K;执行完一次完整实验后重新通过终端控制设备(15)控制温度控制器(4)和湿度控制器(16)调节实验环境的温度和湿度为额定值,一共循环完成10组实验为结束;

所述第三步的具体过程为:

基于第二步测得的实验数据Baxi、Brai、Iwi,L1、L2,通过公式(1)计算得出电磁融合因子为:测得车载牵引变压器测试绕组(7)的温度为Tav‑i,其中最低温度为Tmin,最高温度为Tmax,通过公式(2)计算温度影响因子 为:测得车载牵引变压器测试绕组(7)的轴向力和辐向力分别为Faxi、Frai,其中Fmin和Fmax分别为所有数据中最小力和最大力,通过公式(3)计算压力影响因子 为:所述第四步的具体过程为:

根据公式(4)计算出绕组绕制结构综合评估系数η为:

所述第五步的具体过程为:

根据第四步计算得出的综合评估系数η可以评估该绕组绕制结构的合理性,若η≤

0.85,则表明该绕组的绕制结构合理,可以一定程度运行在谐波环境下;若η>0.85,则表明该绕组的绕制结构不合理,应及时改变绕组的绕制结构。