特種函數(shù)旋轉(zhuǎn)變壓器的諧波補(bǔ)償

    張艷麗¹，趙丕福²，陳海燕²，倪衛(wèi)東¹

(1．中國電子科技集團(tuán)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(jié)構(gòu)、制造工藝等因素的不良影響及計(jì)算方法的近似性，特種函數(shù)旋轉(zhuǎn)變壓器實(shí)測(cè)誤差一般會(huì)比計(jì)算誤差大一些，這可用補(bǔ)償繞組的辦法使之減小。對(duì)兩種函數(shù)的特種函旋轉(zhuǎn)變壓器分別采用五次諧波補(bǔ)償和三次諧波補(bǔ)償，通過對(duì)補(bǔ)償前后理論計(jì)算誤差與實(shí)測(cè)誤差對(duì)比分析，驗(yàn)證了諧波補(bǔ)償對(duì)降低誤差的有效性及實(shí)崩性。

    關(guān)鍵詞：特種函數(shù)；旋轉(zhuǎn)變壓器；諧波；誤差；補(bǔ)償

    中圖分類號(hào)：TM383．2  文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A  文章編號(hào)：1004—7018(2008)12—0031—03

0引  言

    文獻(xiàn)[1]對(duì)特種函數(shù)旋轉(zhuǎn)變壓器繞組設(shè)計(jì)計(jì)算方法、誤差補(bǔ)償方法進(jìn)行了詳細(xì)的理論分析，本文以該理論方法為指導(dǎo)依據(jù)，分別對(duì)55#機(jī)座兩種曲線函數(shù)的特種函數(shù)旋轉(zhuǎn)變壓器進(jìn)行五次諧波補(bǔ)償和三次諧波補(bǔ)償，通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析驗(yàn)證。

1特種函數(shù)旋轉(zhuǎn)變壓器原理

  特種函數(shù)旋轉(zhuǎn)變壓器是一種感應(yīng)式的機(jī)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(qū)。

    根據(jù)疊加原理和諧波分析的方法，在正弦繞組的基礎(chǔ)上得到輸出電壓表達(dá)式：

式中：v=1，3，5，…，P(v是奇數(shù))；

    X_mv——v次諧波互感電抗；

    K_we——V次諧波繞組系數(shù)；

    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(gè)項(xiàng)數(shù)有限的只含奇次諧波的正弦級(jí)數(shù)，適當(dāng)選取各項(xiàng)的系數(shù)，即各諧波電勢(shì)值E_v，就可以使它在o≤θ≤θn,θ≤π/2區(qū)間內(nèi)逼近任一給定函數(shù)。特種函數(shù)旋轉(zhuǎn)變壓器輸出電壓U(θ)隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角θ的變化，可以復(fù)現(xiàn)用戶要求的函數(shù)關(guān)系，本文兩種特種函數(shù)的曲線如圖2所示。 

2特種函數(shù)旋轉(zhuǎn)變壓器誤差補(bǔ)償方法

    由于材料、結(jié)構(gòu)、制造工藝等因素的不良影響及計(jì)算方法的近似性，實(shí)測(cè)誤差△；(θ)一般會(huì)比計(jì)算誤差△(θ)大一些，這可通過加諧波補(bǔ)償繞組的方法來彌補(bǔ)，這就是所謂的誤差諧波補(bǔ)償方法。

    對(duì)于給定函數(shù)F(θ)(F(θ)|θ=F(O)=0)，特種函數(shù)旋轉(zhuǎn)變壓器精度試驗(yàn)要采用補(bǔ)償比較法，常取θ。為補(bǔ)償點(diǎn)，即指定該點(diǎn)無誤差，也就是F(θ。)

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

   上式說明，若諧波系數(shù)有一定的增量，則誤差得一相應(yīng)的增量若將實(shí)測(cè)誤差△s(θ)代替計(jì)算誤差△(θ)，這時(shí)的誤差用△(θ)表示，顯然有：

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

3特種函數(shù)旋轉(zhuǎn)變壓器誤差補(bǔ)償應(yīng)用

    本文以55#機(jī)座號(hào)的兩種特種函數(shù)旋轉(zhuǎn)變壓器進(jìn)行補(bǔ)償計(jì)算及實(shí)驗(yàn)測(cè)試，定轉(zhuǎn)子槽數(shù)為Zs／Zr=32／27，激磁電壓30 V，電源頻率為400Hz，函數(shù)曲線如圖2所示。

    (1)諧波繞組系數(shù)Kwv的計(jì)算