Optimization of low-voltage and low-frequency reactors applied in static converter systems

• Autorzy: Szczerbanowski R.

Warianty tytułu

PL

Optymalizacja niskonapięciowych i niskoczęstotliwościowych dławików stosowanych w układach przekształtnikowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents an optimization of geometric dimensions of low-voltage and low-frequency network chokes (BSS), smoothing chokes (NSS) and interphase transformers (SSS) applied in converter sets. The optimization concerns the minimum mass, minimum cost of active materials (copper and magnetic sheets) and minimum overall dimensions. The optimizing parameters were stated: c = S(Cu)/S(Fe) - linking the cross-sections of the winding and of the limb; k(A) = A2/A1 - expressing the relation between the width and thickness of the core and k(GB) = G/B - expressing the relation between the height and width of the core window and finally the filling coefficient of the window with copper k(W). The influences of the voltage drop on the geometry for BSS chokes, as well as the level of smoothing for NSS chokes and of the steering angle of thyristors alpha and commutation angle v for SSS reactors were analysed. The analyses were done in the case of two limb chokes when the limbs have square, rectangular or multistep cross-sections.

PL

W artykule przedstawiono optymalizację wymiarów geometrycznych niskonapięciowych i niskoczęstotliwościowych dławików stosowanych w układach przekształtnikowych. Optymalizację przeprowadzono z punktu widzenia minimalizacji masy i kosztów materiałów czynnych, tzn. miedzi uzwojeń i żelaza rdzenia. Wyznaczono wartości parametrów optymalizacyjnych c = S(Cu)/S(Fe) - wiążącego przekroje czynne uzwojeń i kolumny rdzenia k(GB) = G/B - wyrażającego stosunek wysokości do szerokości okna rdzenia, k(A) = A2/A1 - wyrażającego stosunek szerokości do grubości rdzenia. Analizę przeprowadzono dla kolumn o przekroju schodkowym, prostokątnym i kwadratowym.

Słowa kluczowe

PL

dławiki; układy przekształtnikowe

• Wydawca: Polish Academy of Sciences, Committee on Electrical Engineering
• Czasopismo: Archives of Electrical Engineering
• Rocznik: 2001
• Tom: Vol. 50, nr 3
• Strony: 281--294
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Szczerbanowski R.

• Institute of Electrical Machines and Transformers, Technical University of Łódź

Bibliografia

• 1. Szczerbanowski R.: Przegląd dławików z rdzeniami ferromagnetycznymi stosowanych w układach przekształtnikowych (Review of reactors with ferromagnetic cores used in converter systems - in Polish). Proc. of II Conference on Power and Special Transformers, Kazimierz Dolny, 1988, p. 203-208.
• 2. Jabłoński M.: Prosta metoda obliczania dławików z rdzeniami stalowymi stosowanych w , przekształtnikach energetycznych (Simple method of computation of series-reactors with core applied in static converters - in Polish). Rozprawy Elektrotechniczne, Vol. 24, No. 1, 1978, pp. 55- 84.
• 3. Łastowiecki J.: Elementy magnetyczne w układach napędowych (Magnetic elements in drives - in Polish). WNT, Warszawa 1982.
• 4. Kieszek M.: Optymalizacja w projektowaniu dławików szeregowych z rdzeniem stalowym stosowanych w przekształtnikach (Optimization in design of series reactors with iron core used in static converters - in Polish). Zeszyty Naukowe Politechniki Łódzkiej, No. 264, Elektryka No. 56, 1976, pp. 51-66.
• 5. Jabłoński M., Jachowicz-Kociołek K., Majer K., Szczerbanowski R.: Metodyka projektowania dławików (Methodology of reactors design - in Polish). Etapy I-IV, Reports IMET 4327/21/87, 4352/21/88, 4383/21/89, 4410/21/90, Łódź 1987-90.
• 6. Jezierski E.: Budowa i obliczanie rdzeni transformatorów energetycznych (Construction and calculation cores of power transformers - in Polish). WNT, Warszawa 1979.
• 7. Buze A.: Zagadnienia obliczeniowe i konstrukcyjne dławików do tyrystorowych układów napędowych Calculation and design problems of reactors used in drives - in Polish). Przegląd Elektrotechniczny, Vol. LX,No. 5, 1984, pp. 127-129.
• 8. Kurek K.: Obliczanie sił elektrodynamicznych w dławiku kondukcyjnym (Calculation of electrodynamic forses in conductance reactor - in Polish). Przegląd Elektrotechniczny, Vol. LX, No. 5,1984, pp. 130-132.
• 9. Elrazaz Z., Al-Ohaly A.A.: Optimal coordination of shunt reactors to enhance system performance at light load operation. IEE Proceedings-C, Vol. 138, No. 4, July 1993.
• 10. Wang X., Irvani M.R.: Energization transients of shunt reactors. IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 12, No. 4, 1997, pp. 1626-1631.
• 11. Molcrette V., Kotny J-L., Swan J-P., Brudny J-F.: Equivalent thickness of the virtual air-gap. Proc. of II Conference on Power and Special Transformers, Kazimierz Dolny 1998, pp. 177-186.
• 12. Drzymała P.: Optymalizacja konstrukcji dławika bocznikowego w oparciu o trójwymiarową analizę zjawisk elektromagnetycznych (Optimization of a shunt reactor by use of 3D field analizis — in Polish). Ph D.thesis, Technical University of Łódź, 2000.
• 13. Szczerbanowski R.: Optymalizacja przekształtnikowych dławików typu SSS (kojarzących) o konstrukcji kolumnowej z kolumnami o przekroju schodkowym (Optimization of SSS type reactors (interphase transformers) with two leg cores with stepped cross-section legs used in converter systems - in Polish) Proc. of IV Conference on Power and Special Transformers, Kazimierz Dolny 2000, pp. 37-45.
• 14. Szczerbanowski R.: Optymalizacja przekształtnikowych dławików typu BSS (sieciowych) o konstrukcj kolumnowej z kolumnami o przekroju prostokątnym i kwadratowym (Optimization of BSS type reactors, (network reactors) with two leg cores with rectangular and square cross-section legs used in converter systems - in Polish). Proc. of IV Conference on Power and Special Transformers, Kazimierz Dolny 2000, pp. 47-55.