共模电感与共模扼流圈区别(一种快速准确计算共模扼流圈动态电感的新方法)

清华大学电机系、智能电网保护和运行控制国家重点实验室(南瑞集团公司)的研究人员张鹏飞、邹军等,在2018年第19期《电工技术学报》上撰文指出,共模扼流圈是通信线或电源滤波的重要组成部分,其对共模干扰信号的抑制起关键作用,今天小编就来说说关于共模电感与共模扼流圈区别?下面更多详细答案一起来看看吧!

共模电感与共模扼流圈区别(一种快速准确计算共模扼流圈动态电感的新方法)

共模电感与共模扼流圈区别

清华大学电机系、智能电网保护和运行控制国家重点实验室(南瑞集团公司)的研究人员张鹏飞、邹军等,在2018年第19期《电工技术学报》上撰文指出,共模扼流圈是通信线或电源滤波的重要组成部分,其对共模干扰信号的抑制起关键作用。

实际应用中,扼流圈内同时存在差模电流和共模电流,当差模电流较大时,不同数值的差模电流致使磁心不同程度的饱和,对应磁化曲线工作点进入非线性区,从而使得共模动态电感数值减小、扼流圈共模干扰抑制能力降低。

为快速、准确计算非线性情况下动态电感以评估扼流圈干扰抑制能力,根据场量对称关系建立共模扼流圈简化模型,通过有限元方法计算并提取不同差模电流下线圈电流与磁链的关系,利用Simpson数值微分公式计算磁心不同饱和程度下共模扼流圈动态电感。

结果表明:所建简化模型相对全模型计算速度提升4~5倍,同时相比传统向前差商法或中心差商法,其计算结果稳定性高、精度高。

共模扼流圈(Common Mode Choke, CMC)主要用于电源或通信线滤波,由于结构及磁心特性,其对共模干扰信号有较好的抑制作用,且很小尺寸结构的扼流圈可对应很大的电感数值,易于满足实际工况需求。CMC由磁心及匝数相等、对称绕制的两线圈组成,工作时,其内部会同时存在差模电流和共模电流。

图1 CMC实物及其等效结构示意图

结论

本文对于CMC动态电感,通过建立有限元简化模型并利用Simpson数值微分公式,提出一种快速准确的计算方法。

计算结果表明:根据对称性进行1/4简化并忽略气隙建立CMC有限元模型,可在保证准确性的前提下使得计算速度提升4~5倍;通过对比经扼流圈简化而得单线圈结构电感的数值解与解析解,及对比本文模型计算值与已有文献中扼流圈动态电感的实测结果,验证了模型的正确性;通过简化模型提取差模电流-磁链的数据,利用Simpson数值微分公式计算固定差模电流下CMC的动态共模电感,相比向前差商法及中心差商法,计算结果精度高,同时文中给出了计算动态电感时Simpson数值微分公式步长、等距节点数量选取的参考。

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