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直流大电流电力电子变流装置的合理结构研究

杨宏亮  
【摘要】:直流大电流电力电子变流装置是将电力电子技术理论、电磁场理论和机械设计理论知识相结合的产物,它是化工、冶金及有色加工行业必不可少的供电电源,这类电源因输出电流很大,大电流流过导体时会在导体周围产生很大的磁场,且分布复杂,并且变流装置柜体内各整流臂的空间结构对其周围的磁场强度分布影响较大,从而影响到电力电子变流装置柜体以及整个装置的整流效果和可靠性,因此,直流大电流电力电子变流装置在电路元器件确定后,都需要一种合理的空间结构及安装布局,使柜体内各铜排的空间结构比较合理,以使整流效果最好,而发热最小,达到运行效果好,使用、调整控制方便等优良效果。 本论文结合电力电子变流装置在实际工程中的应用,针对上述缺点,着重利用有限元分析软件对柜体内整流臂铜排周围的磁场强度分布、功率损耗以及铜排涡流进行仿真,总结出两整流臂铜排中分别流过正、反向电流时,铜排分布距离与其周围磁场强度的分布规律。又针对其中一组整流臂,分别研究了不同大小的电流流过铜排时铜排周围的磁场分布规律、晶闸管安装铜排和快速熔断器安装铜排间距变化对其周围磁场强度的影响、连接铜排间距变化对其周围磁场强度的影响。在此基础之上,从直流大电流电力电子变流装置的总体设计考虑,具体分析了本次设计所选用的电路原理、电路中并联晶闸管的均流产生原因及减小措施、变流装置柜体内元器件的防磁、柜体结构设计中的关键因素、变流装置所采用的冷却方式以及柜体内母线的选用与布置,从而设计出了柜体内进出水管、汇流铜排、连接母线、元器件安装铜排、快速熔断器安装铜排等详细图纸,并对柜体的总体结构进行优化设计,最后绘出了整套变流装置合理结构详图。


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