寬頻直流電力電阻器的設(shè)計(jì)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(jì)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(jī)車、濾波電阻等領(lǐng)域。雖然其正常工況流過(guò)直流電流，但是故障或其他瞬時(shí)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(guò)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(duì)于系統(tǒng)的過(guò)電壓分析具有重要意義。
[0003]常見(jiàn)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(xiàn)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(jì)方法，但并未提供涉及陶瓷電阻串聯(lián)情況下的設(shè)計(jì)方法。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]基于此，有必要提供一種針對(duì)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(jì)方法及系統(tǒng)。
[0005]—種寬頻直流電力電阻器的設(shè)計(jì)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(shí)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(shí)，將電力電阻器的幾何參數(shù)作為電力電阻器的設(shè)計(jì)參數(shù)；
[0010]當(dāng)判斷結(jié)果為偏差不小于預(yù)設(shè)偏差時(shí)，根據(jù)阻抗、預(yù)設(shè)電阻值及幾何參數(shù)對(duì)幾何參數(shù)進(jìn)行修改，并將修改后的幾何參數(shù)作為電力電阻的設(shè)計(jì)參數(shù)。上述寬頻直流電力電阻器的設(shè)計(jì)方法，能夠保證電力電阻器在預(yù)設(shè)頻率時(shí)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(jì)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(shí)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(shí)，將電力電阻器的幾何參數(shù)作為電力電阻器的設(shè)計(jì)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(shí)，根據(jù)阻抗、預(yù)設(shè)電阻值及幾何參數(shù)對(duì)幾何參數(shù)進(jìn)行修改，并將修改后的幾何參數(shù)作為電力電阻的設(shè)計(jì)參數(shù)。
[0017]上述寬頻直流電力電阻器的設(shè)計(jì)系統(tǒng)，能夠保證電力電阻器在預(yù)設(shè)頻率時(shí)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(shuō)明】
[0018]圖1為本申請(qǐng)中涉及到的電力電阻器的結(jié)構(gòu)圖；
[0019]圖2為一種實(shí)施方式的寬頻直流電力電阻器的設(shè)計(jì)方法的流程圖；
[0020]圖3為圖2的一個(gè)步驟的具體流程圖；
[0021 ]圖4為圖2的另一個(gè)步驟的具體流程圖；
[0022]圖5為一種實(shí)施方式的寬頻直流電力電阻器的設(shè)計(jì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；
[0023]圖6為圖5的一個(gè)模塊的單元結(jié)構(gòu)圖；
[0024]圖7為圖5的另一個(gè)模塊的單元結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)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(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的較佳的實(shí)施例。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對(duì)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(yǔ)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(shuō)明書中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體的實(shí)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(yǔ)“或/和”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)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(shí)施方式的寬頻直流電力電阻器的設(shè)計(jì)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(jì)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(gè)實(shí)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(shí)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(gè)實(shí)施例中，預(yù)設(shè)偏差為1 %。在其它實(shí)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(shí)，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(jì)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(shí)，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(duì)所述幾何參數(shù)進(jìn)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(jì)參數(shù)。
[0039]如此通過(guò)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(shí)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(jì)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(shí)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(shí)，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(jì)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(shí)，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(duì)所述幾何參數(shù)進(jìn)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(jì)參數(shù)。如此，能夠保證電力電阻器在預(yù)設(shè)頻率時(shí)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(gè)實(shí)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(gè)實(shí)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