特種函數旋轉變壓器的諧波補償

    張艷麗¹，趙丕福²，陳海燕²，倪衛東¹

(1．中國電子科技集團第二十一研究所，上海200233；2．中國人民解放軍駐上海航天局中心代表室)

    摘要：由于材料、結構、制造工藝等因素的不良影響及計算方法的近似性，特種函數旋轉變壓器實測誤差一般會比計算誤差大一些，這可用補償繞組的辦法使之減小。對兩種函數的特種函旋轉變壓器分別采用五次諧波補償和三次諧波補償，通過對補償前后理論計算誤差與實測誤差對比分析，驗證了諧波補償對降低誤差的有效性及實崩性。

    關鍵詞：特種函數；旋轉變壓器；諧波；誤差；補償

    中圖分類號：TM383．2  文獻標識碼：A  文章編號：1004—7018(2008)12—0031—03

0引  言

    文獻[1]對特種函數旋轉變壓器繞組設計計算方法、誤差補償方法進行了詳細的理論分析，本文以該理論方法為指導依據，分別對55#機座兩種曲線函數的特種函數旋轉變壓器進行五次諧波補償和三次諧波補償，通過試驗數據進行分析驗證。

1特種函數旋轉變壓器原理

  特種函數旋轉變壓器是一種感應式的機電變換器，原方有同心式激磁繞組，副方有同心式輸出繞組，其原理如圖l所示范區。

    根據疊加原理和諧波分析的方法，在正弦繞組的基礎上得到輸出電壓表達式：

式中：v=1，3，5，…，P(v是奇數)；

    X_mv——v次諧波互感電抗；

    K_we——V次諧波繞組系數；

    φ——激磁繞組軸線與輸出繞組軸線的夾角；

    θ=π/2-φ。

    式(1)是一個項數有限的只含奇次諧波的正弦級數，適當選取各項的系數，即各諧波電勢值E_v，就可以使它在o≤θ≤θn,θ≤π/2區間內逼近任一給定函數。特種函數旋轉變壓器輸出電壓U(θ)隨轉子轉角θ的變化，可以復現用戶要求的函數關系，本文兩種特種函數的曲線如圖2所示。 

2特種函數旋轉變壓器誤差補償方法

    由于材料、結構、制造工藝等因素的不良影響及計算方法的近似性，實測誤差△；(θ)一般會比計算誤差△(θ)大一些，這可通過加諧波補償繞組的方法來彌補，這就是所謂的誤差諧波補償方法。

    對于給定函數F(θ)(F(θ)|θ=F(O)=0)，特種函數旋轉變壓器精度試驗要采用補償比較法，常取θ。為補償點，即指定該點無誤差，也就是F(θ。)

    將各次諧波繞組系數K_wv代入式(3)，可求得函數的相對誤差Δvo(θ),如圖3所示。

   上式說明，若諧波系數有一定的增量，則誤差得一相應的增量若將實測誤差△s(θ)代替計算誤差△(θ)，這時的誤差用△(θ)表示，顯然有：

    那么，只要選取合適的諧波系數增量ΔKwv,就可使誤差△(θ)成為很小，補償繞組就是用來達到這一目的。這就是使△s(θ)]可以利用最小二乘法計算諧波系數的增量的合適值，確定諧波系數的增量后，就可以計算補償繞組。

3特種函數旋轉變壓器誤差補償應用

    本文以55#機座號的兩種特種函數旋轉變壓器進行補償計算及實驗測試，定轉子槽數為Zs／Zr=32／27，激磁電壓30 V，電源頻率為400Hz，函數曲線如圖2所示。

    (1)諧波繞組系數Kwv的計算