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      寬頻直流電力電阻器的設(shè)計方法及系統(tǒng)的制作方法

      文檔序號:9727534閱讀:404來源:國知局
      寬頻直流電力電阻器的設(shè)計方法及系統(tǒng)的制作方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本發(fā)明屬于電力設(shè)備領(lǐng)域,尤其涉及一種寬頻直流電力電阻器的設(shè)計方法及系統(tǒng)。
      【背景技術(shù)】
      [0002]直流電力電阻器應(yīng)用于直流輸電、機車、濾波電阻等領(lǐng)域。雖然其正常工況流過直流電流,但是故障或其他瞬時工況情況下,將由于雜散參數(shù)的存在呈現(xiàn)容性或感性,影響系統(tǒng)的過電壓。因此為了獲得在較高頻率范圍內(nèi)呈現(xiàn)阻性的電力電阻器對于系統(tǒng)的過電壓分析具有重要意義。
      [0003]常見的電力電阻器有多種制造方式,如應(yīng)用陶瓷電阻串聯(lián)、電阻絲繞制、金屬電阻片串聯(lián)等。多數(shù)發(fā)明或文獻資料提出了不同的繞制方式、金屬片串聯(lián)形式等適用于電阻絲繞制、金屬電阻片串聯(lián)的寬頻直流電力電阻設(shè)計方法,但并未提供涉及陶瓷電阻串聯(lián)情況下的設(shè)計方法。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0004]基于此,有必要提供一種針對陶瓷電阻串聯(lián)的電力電阻器的寬頻直流電力電阻器的設(shè)計方法及系統(tǒng)。
      [0005]—種寬頻直流電力電阻器的設(shè)計方法,電力電阻器包括串聯(lián)的電阻片和散熱片;包括步驟:
      [0006]根據(jù)電力電阻器的幾何參數(shù)確定電力電阻器的當(dāng)前電容值及當(dāng)前電感值;
      [0007]根據(jù)當(dāng)前電容值、當(dāng)前電感值、預(yù)設(shè)頻率及預(yù)設(shè)電阻值,確定電力電阻器在預(yù)設(shè)頻率時的阻抗;
      [0008]確定阻抗與預(yù)設(shè)電阻值的偏差,并判斷偏差是否小于預(yù)設(shè)偏差;
      [0009]當(dāng)判斷結(jié)果為偏差小于預(yù)設(shè)偏差時,將電力電阻器的幾何參數(shù)作為電力電阻器的設(shè)計參數(shù);
      [0010]當(dāng)判斷結(jié)果為偏差不小于預(yù)設(shè)偏差時,根據(jù)阻抗、預(yù)設(shè)電阻值及幾何參數(shù)對幾何參數(shù)進行修改,并將修改后的幾何參數(shù)作為電力電阻的設(shè)計參數(shù)。上述寬頻直流電力電阻器的設(shè)計方法,能夠保證電力電阻器在預(yù)設(shè)頻率時的阻抗與預(yù)設(shè)電阻值的偏差在小于預(yù)設(shè)偏差的范圍內(nèi)。
      [0011]一種寬頻直流電力電阻器的設(shè)計系統(tǒng),電力電阻器包括串聯(lián)的電阻片和散熱片;包括:
      [0012]電容電感確定模塊,用于根據(jù)電力電阻器的幾何參數(shù)確定電力電阻器的當(dāng)前電容值及當(dāng)前電感值;
      [0013]阻抗確定模塊,用于根據(jù)當(dāng)前電容值、當(dāng)前電感值、預(yù)設(shè)頻率及預(yù)設(shè)電阻值,確定電力電阻器在預(yù)設(shè)頻率時的阻抗;
      [0014]偏差判斷模塊,用于確定阻抗與預(yù)設(shè)電阻值的偏差,并判斷偏差是否小于預(yù)設(shè)偏差;
      [0015]參數(shù)維持模塊,用于當(dāng)判斷結(jié)果為偏差小于預(yù)設(shè)偏差時,將電力電阻器的幾何參數(shù)作為電力電阻器的設(shè)計參數(shù);
      [0016]參數(shù)修改模塊,用于當(dāng)判斷結(jié)果為偏差不小于預(yù)設(shè)偏差時,根據(jù)阻抗、預(yù)設(shè)電阻值及幾何參數(shù)對幾何參數(shù)進行修改,并將修改后的幾何參數(shù)作為電力電阻的設(shè)計參數(shù)。
      [0017]上述寬頻直流電力電阻器的設(shè)計系統(tǒng),能夠保證電力電阻器在預(yù)設(shè)頻率時的阻抗與預(yù)設(shè)電阻值的偏差在小于預(yù)設(shè)偏差的范圍內(nèi)。
      【附圖說明】
      [0018]圖1為本申請中涉及到的電力電阻器的結(jié)構(gòu)圖;
      [0019]圖2為一種實施方式的寬頻直流電力電阻器的設(shè)計方法的流程圖;
      [0020]圖3為圖2的一個步驟的具體流程圖;
      [0021 ]圖4為圖2的另一個步驟的具體流程圖;
      [0022]圖5為一種實施方式的寬頻直流電力電阻器的設(shè)計系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖;
      [0023]圖6為圖5的一個模塊的單元結(jié)構(gòu)圖;
      [0024]圖7為圖5的另一個模塊的單元結(jié)構(gòu)圖。
      【具體實施方式】
      [0025]為了便于理解本發(fā)明,下面將參照相關(guān)附圖對本發(fā)明進行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的較佳的實施例。但是,本發(fā)明可以以許多不同的形式來實現(xiàn),并不限于本文所描述的實施例。相反地,提供這些實施例的目的是使對本發(fā)明的公開內(nèi)容的理解更加透徹全面。
      [0026]除非另有定義,本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施例的目的,不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語“或/和”包括一個或多個相關(guān)的所列項目的任意的和所有的組合。
      [0027]如圖1所示,電力電阻器包括串聯(lián)的電阻片200和散熱片100,所述電阻片為陶瓷電阻片。
      [0028]如圖2所示,為本發(fā)明一種實施方式的寬頻直流電力電阻器的設(shè)計方法,其中,電力電阻器為圖1所示的電力電阻器。該寬頻直流電力電阻器的設(shè)計方法包括以下步驟:
      [0029]S120:根據(jù)電力電阻器的幾何參數(shù)確定所述電力電阻器的當(dāng)前電容值及當(dāng)前電感值。
      [0030]在其中一個實施例中,所述幾何參數(shù)包括:所述電阻片的厚度、半徑和片數(shù),及所述散熱片的厚度、半徑和片數(shù)。
      [0031]可以理解地,步驟S120之前,還可以包括步驟:獲取幾何參數(shù)。
      [0032]S140:根據(jù)所述當(dāng)前電容值、所述當(dāng)前電感值、預(yù)設(shè)頻率及預(yù)設(shè)電阻值,確定所述電力電阻器在所述預(yù)設(shè)頻率時的阻抗。
      [0033]可以理解地,步驟S140之前,還可以包括步驟:獲取預(yù)設(shè)電阻值及預(yù)設(shè)頻率。
      [0034]S160:確定所述阻抗與所述預(yù)設(shè)電阻值的偏差,并判斷所述偏差是否小于預(yù)設(shè)偏差。
      [0035]可以根據(jù)所述阻抗與所述預(yù)設(shè)電阻值直接確定其偏差。
      [0036]可以理解地,步驟S160之前,還可以包括步驟:獲取預(yù)設(shè)偏差。在其中一個實施例中,預(yù)設(shè)偏差為1 %。在其它實施例中,也可以根據(jù)需要將預(yù)設(shè)偏差設(shè)置為其它值,如3%。
      [0037]S180:當(dāng)判斷結(jié)果為偏差小于預(yù)設(shè)偏差時,將所述電力電阻器的幾何參數(shù)作為所述電力電阻器的設(shè)計參數(shù)。
      [0038]S1A0:當(dāng)判斷結(jié)果為偏差不小于預(yù)設(shè)偏差時,根據(jù)所述阻抗、所述預(yù)設(shè)電阻值及所述幾何參數(shù)對所述幾何參數(shù)進行修改,并將修改后的幾何參數(shù)作為所述電力電阻的設(shè)計參數(shù)。
      [0039]如此通過維持或修改幾何參數(shù)的方式改變阻抗,能夠使電力電阻器在預(yù)設(shè)頻率時的阻抗與預(yù)設(shè)電阻值的偏差在小于預(yù)設(shè)偏差的范圍內(nèi)。
      [0040]上述寬頻直流電力電阻器的設(shè)計方法,根據(jù)電力電阻器的幾何參數(shù)確定所述電力電阻器的當(dāng)前電容值及當(dāng)前電感值;根據(jù)所述當(dāng)前電容值、所述當(dāng)前電感值、預(yù)設(shè)頻率及預(yù)設(shè)電阻值,確定所述電力電阻器在預(yù)設(shè)頻率時的阻抗;確定所述阻抗與所述預(yù)設(shè)電阻值的偏差,并判斷所述偏差是否小于預(yù)設(shè)偏差;當(dāng)判斷結(jié)果為偏差小于預(yù)設(shè)偏差時,將所述電力電阻器的幾何參數(shù)作為所述電力電阻器的設(shè)計參數(shù);當(dāng)判斷結(jié)果為偏差不小于所述預(yù)設(shè)偏差時,根據(jù)所述阻抗、所述預(yù)設(shè)電阻值及所述幾何參數(shù)對所述幾何參數(shù)進行修改,并將修改后的幾何參數(shù)作為所述電力電阻的設(shè)計參數(shù)。如此,能夠保證電力電阻器在預(yù)設(shè)頻率時的阻抗與預(yù)設(shè)電阻值的偏差在小于預(yù)設(shè)偏差的范圍內(nèi)。
      [0041 ]在其中一個實施例中,所述當(dāng)前電容值的確定公式為:
      [0042]C=eji(r2*r2-rl*rl)/(dl*Nl)。
      [0043]其中,C為所述當(dāng)前電容值,ε為真空中的介電常數(shù),其取值為1/(36*jt)*10—9。31為圓周率,r2為所述散熱片的半徑,rl為所述電阻片的半徑,dl為所述電阻片的厚度,N1為所述電阻片的片數(shù)。
      [0044]所述當(dāng)前電感值的確定公式為:
      [0045]L=(Nl*dl+N2*d2)/20。
      [0046]其中,L為所述當(dāng)前電感值,N1為所述電阻片的片數(shù),dl為所述電阻片的厚度,N2為所述散熱片的片數(shù),d2為所述散熱片的厚度。
      [0047]在其中一個實施例中,所述阻抗的確定公式為:
      [0048]Z = l/(1/(R+li*2*3i*f*L) + (li*2*3T*f*C))。
      [0049]其中,Z為所述阻抗,R為所述預(yù)設(shè)電阻值,i為虛數(shù)單位,31為圓周率,f為所述預(yù)設(shè)頻率,L為所述當(dāng)前電感值,C為所述
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