特种函数旋转变压器的谐波补偿

    张艳丽¹，赵丕福²，陈海燕²，倪卫东¹

(1．中国电子科技集团第二十一研究所，上海200233；2．中国人民解放军驻上海航天局中心代表室)

    摘要：由于材料、结构、制造工艺等因素的不良影响及计算方法的近似性，特种函数旋转变压器实测误差一般会比计算误差大一些，这可用补偿绕组的办法使之减小。对两种函数的特种函旋转变压器分别采用五次谐波补偿和三次谐波补偿，通过对补偿前后理论计算误差与实测误差对比分析，验证了谐波补偿对降低误差的有效性及实崩性。

    关键词：特种函数；旋转变压器；谐波；误差；补偿

    中图分类号：TM383．2  文献标识码：A  文章编号：1004—7018(2008)12—0031—03

0引  言

    文献[1]对特种函数旋转变压器绕组设计计算方法、误差补偿方法进行了详细的理论分析，本文以该理论方法为指导依据，分别对55#机座两种曲线函数的特种函数旋转变压器进行五次谐波补偿和三次谐波补偿，通过试验数据进行分析验证。

1特种函数旋转变压器原理

  特种函数旋转变压器是一种感应式的机电变换器，原方有同心式激磁绕组，副方有同心式输出绕组，其原理如图l所示范区。

    根据叠加原理和谐波分析的方法，在正弦绕组的基础上得到输出电压表达式：

式中：v=1，3，5，…，P(v是奇数)；

    X_mv——v次谐波互感电抗；

    K_we——V次谐波绕组系数；

    φ——激磁绕组轴线与输出绕组轴线的夹角；

    θ=π/2-φ。

    式(1)是一个项数有限的只含奇次谐波的正弦级数，适当选取各项的系数，即各谐波电势值E_v，就可以使它在o≤θ≤θn,θ≤π/2区间内逼近任一给定函数。特种函数旋转变压器输出电压U(θ)随转子转角θ的变化，可以复现用户要求的函数关系，本文两种特种函数的曲线如图2所示。 

2特种函数旋转变压器误差补偿方法

    由于材料、结构、制造工艺等因素的不良影响及计算方法的近似性，实测误差△；(θ)一般会比计算误差△(θ)大一些，这可通过加谐波补偿绕组的方法来弥补，这就是所谓的误差谐波补偿方法。

    对于给定函数F(θ)(F(θ)|θ=F(O)=0)，特种函数旋转变压器精度试验要采用补偿比较法，常取θ。为补偿点，即指定该点无误差，也就是F(θ。)

    将各次谐波绕组系数K_wv代入式(3)，可求得函数的相对误差Δvo(θ),如图3所示。

   上式说明，若谐波系数有一定的增量，则误差得一相应的增量若将实测误差△s(θ)代替计算误差△(θ)，这时的误差用△(θ)表示，显然有：

    那么，只要选取合适的谐波系数增量ΔKwv,就可使误差△(θ)成为很小，补偿绕组就是用来达到这一目的。这就是使△s(θ)]可以利用最小二乘法计算谐波系数的增量的合适值，确定谐波系数的增量后，就可以计算补偿绕组。

3特种函数旋转变压器误差补偿应用

    本文以55#机座号的两种特种函数旋转变压器进行补偿计算及实验测试，定转子槽数为Zs／Zr=32／27，激磁电压30 V，电源频率为400Hz，函数曲线如图2所示。

    (1)谐波绕组系数Kwv的计算