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滑动式可分离变压器的磁场分析


第l 9卷 第4 期  山东 交通学 院学报  J U N LOFS A O G J O O G U I E ST   O R A    H ND N  I T N   N V R IY A V0 _ 9 No 4 ll  .   De . 01   c2 1 21 0  1年 l 2月  D I1.9 9 ji n 17 — 0 2 2 1 .4 0 5 O :0 3 6/.s .6 2 03 .0  0 . 1  s 1 滑 动式 可 分 离 变压 器 的磁 场 分 析  谢  卫  孙桂 红  李  华  , , (. 1 上海海事大学 电气 自 动化 系, 上海 2 10 ; . 0 3 6 2 国电南瑞科技股份有 限公 司, 江苏 南京 20 6 ) 10 1 "   摘要 : 在分 析可分离变压器基本结构和 电磁关 系的基础上 , 利用 A sf仿真 平 台, no t 完成滑 动式可分 离变压器 的  磁场分析与参数计算 , 并针对不 同的绕组位 置 、 铁心结构和 铁心材 料 , 研究 铁心 工作磁密 与 电磁耦 合系数 的变  化规律 , 为滑动式可分离变压器 的设计及优 化提供可靠依据。   关 键 词: 可分离变压器 ; 磁场分 析 ; 参数计算 ; 优化设计  文献标志码 :   A 文章编号 :6 20 3 《0 1 0- 0 50  17- 02 2 1 )4 06- 5 中图分类号 :M4 2 T 0  传统 的电能传输是通过插座 、 插头和导线 的直接接触来进行的 , 这种供 电方式在给运动设备供 电时  会存在滑动磨损、 接触火花和裸露导线等问题 , 因而存在一定 的局限性 。以可分离变压器为核心的非接  触感应电能传输系统利用电磁耦合技术 , 可以实现 电能从静止设备 向运动设 备的非接触式传输 , 在诸如  自 动化港 口货运运输 、 井下矿物运输和水下探测设备供 电等领域发挥重要作用¨ 2。 I]   由于存在 较 大气 隙 , 分离 变压 器 的磁场 分 布 比较 复杂 , 可 漏磁 较 多 , 电磁耦 合关 系决 定 了变 压器 的  其 基本参数和运行性能 , 如果采用普通的等效磁路法进行计算会产生较大的误差。为 了提高设计精度 , 应  进行磁场的有限元分析 。本文从可分离变压器 的基本结构出发 , 利用 A s t no 工程 电磁场仿真软件完成磁  f 场分 析 与参数 计算 。   1 基 本 结 构    普通 变压 器 的一 、 次 侧线 圈绕 在共 同 的闭合 铁 心 上 , 然磁 路 耦 合程 度 很 高 , 二 虽 但一 、 次 侧绕 组 不  二 能相 对移 动 。可分 离变 压 器 的一 、 次 侧 绕 组 是 可 以分离 的 , 二 其磁 路 经 气 隙 而 闭合 , 又 称 为气 隙变 压  故 器。这种变压器一 、 二次侧之间仍然通过电磁感应实现 电能的传输 , 因气 隙导致的磁路耦合程度的降低  可由提高一次侧交流电源的频率加以补偿  。   可分 离变 压器 的结 构 多种 多样 , U型 、 有 E型 和 E E型等 , 适应 不 同场 合 的需要 u 。在 现代 自动  可 4  j 化港 口货物运输中采用较多的是如图 1 所示的 E型铁心的滑动式结构 , 其一次侧绕组一般采用长导线构  成导 轨 , 次侧 绕组 则绕 制 在铁 心上 , 二 并沿 着导 轨移 动 J 由于线 圈长度 与 导体线 径 的悬 殊 比例关 系 , 。 一

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