Struktura Diseno kaj Apliko de Kontroleblaj Reaktoroj por Inteligentaj Retoj
Reaktoroj estas klucaj por la kompenso de reaktivaj potencoj en elektraj sistemoj, kun magnetike kontrolitaj reaktoroj kiel la fokuspunkto de esploro. Inteligenta reto, kiun oni modernigas per avanciga teknologio, plibonorigas sekurecon kaj fidon, altigante postulojn pri kontroleblaj reaktoroj. Do, evoluigi novajn tipojn estas grava. Ĉi tiu artikolo, kombinanta prakton, esploras ilian strukturan disegnon kaj aplikon por spuri inovacion kaj plibonori konstruadon de inteligentaj retoj.
1 Funkcioj kaj Aplika Statuso de Kontroleblaj Reaktoroj
1.1 Funkcioj
Por retoj, kontroleblaj reaktoroj malaltigas retonperdojn, levas potenca faktoron super 0,9, reduktas osciladojn, etendas amortiglimojn, plibonorigas transsendan kapablecon, kaj pliigas voltan stabilecon. Por uzantoj, ili: ① Stabiligas voltagon, protektas aparatojn kiel transformiloj, kaj etendas servoperiodon. ② Eliminas harmonojn, malaltigas perdojn, kaj plibonorigas sekurecon. ③ Limigas voltaglumiĝon, plibonorigante elektrocaliton. ④ Malaltigas reaktivajn perdojn por fort-demandantaj uzantoj, grandige malaltigante elektronkostojn. ⑤ Ebligas kapacitan vastigon je malmultekosta maniero per dinamika kompenso.
1.2 Aplika Statuso
Kontroleblaj reaktoroj estas vaste aplikataj en elektraj sistemoj, ekzemple en elektra utiligo, industria utiligo, nova energa generado kaj aliaj kampoj. Kun la pligrandiĝo de elektra postulo kaj la modernigo de elektranssendaj kaj distribuaj retoj, la merkatpostulo por kontroleblaj reaktoroj ankaŭ pligrandigas.
Reaktoroj dividas en tri tipoj: magnetike kontrolita, ŝalt-kontrolita, kaj elektron-ŝalt-kontrolita. Magnetike kontrolitaj reaktoroj oferas daŭran regilon, grandan kapablon, kaj malaltan koston, sed havas malrapidan respondon, altan vibradperdon, kaj harmonojn. Ŝalt-kontrolitaj evitas vibradon/harmonojn, sed regilas diskrete, limigante uzo. Elektron-ŝalt-tipoj ebligas daŭran regilon kun rapida respondo, sed suferas pro harmonoj kaj alta kostoj. Magnetike kontrolitaj reaktoroj estas preferataj. Por konformi al inteligentaj retoj, necesas materialaj/strukturaj modernigoj kaj novaj disegnoj.
2 Struktura Disegno de Kontroleblaj Reaktoroj en Inteligentaj Retoj
La inteligenta reto, aŭ Reeto 2.0, bazigas sur duflanka komunikada reto. Ĝi uzas novajn aparatojn, teknologion, kaj manierojn por plibonori retan sekurecon, efikecon, eco-friendecon, kaj ekonomion, pli bone kontentigante elekcalitan bezonon de uzantoj. Kontroleblaj reaktoroj estas klucaj por konstruo de inteligentaj retoj. Sube estas ilia struktura disegno bazita sur nanokompozitaj magnetaj materialoj.
2.1 Elekto de Magnetaj Materialoj
Nanokompozitaj magnetaj materialoj konsistas el nanokristalaj hardaj kaj molaj magnetaj fazoj. Iliaj grajnoj interagadas, generante kunligitan interscambiĝefekton sub fluo. Mikroskopie, je fazinterfacoj, magnetaj momentoj reorientas kampojn dum interago, pligrandigante restmagnetizon. En kontroleblaj reaktoroj: GDS aplikita al spiraloj kreigas ekscitadon, magnetigante la materialon; AKS formigas atenuigan kampon, demagnetigante ĝin.
Preparita per rapidigita temperado, la materialo subiras temperadon por regi sian mikrostrukturon. Tio grandigas grajnojn kaj malaltigas koercivecon, kontentigante regilbezonon.
2.2 Tuta Struktura Disegno
La strukturo de kontrolebla reaktoro konsistas el ligiloj, ferkerne, teniloj, laboraj spiraloj, kontrolspiraloj, kaj nanokompozitaj magnetaj materialoj. La ekscitkolono, farita el magnetaj materialoj kaj silicferblokoj, situas en la centro. Laboraj spiraloj flankas ĝin, kun iliaj plej eksteraj stratoj kiel ĉefaj magnetaj cirkvitoj. La kontrolspiralo sinvolviĝas ĉirkaŭ la magnetaj materialoj.
Principo: Dum normala reto (neniu harmonsupreso/reaktivregilo bezonata), la reaktoro detektas voltagon, fluon, kaj reaktivpotencon. Tiuj datumoj iras al la kontrolsistema por retevalora evalvo. Por harmonsupreso aŭ reaktivregilo, la kontrolsistema adaptas spiralfluon. Magnetaj materialoj ŝanĝas reaktancan per magnetigo. Kiam parametroj kontentigas dezajnspecojn, spiralfluo adaptiĝas denove por demagnetigi la materialojn al nula restmagnetizo.
Laŭ la dezajncirkvito, ignorante fluktojn de primara kaj sekundara flanko, ni ricevas:
Kie: E1 reprezentas induktitan electromotan forton de W1; E2 reprezentas induktitan electromotan forton de W2; E3 reprezentas induktitan electromotan forton de W3. Plue, per uzo de T-tipa cirkvito por egaligi la duportan reton de la kontrolebla reaktoro, ni povas ricevi:
Lasu Ik = β Ig, kaj la induktance valoro de la labora porto estas:
La reaktanca kontrolkoeficiento estas α, kaj Ik = &α;Ig. La rilato inter la reaktanco de la labora porto kaj &α; estas:
Per konektado de la labora porto paralele kun la elektra reto kaj traktado de U1 kiel konstanto, la jena sistemo de ekvacioj povas esti ricevita:
Kie: Ig kaj Ik signifas efektivajn valorojn de fluoj je la du portoj; Uk reprezentas efektivan valoron de la voltago je la kontrola porto. Solvado de la sistemo de ekvacioj en Formulo (5) permesas akiri operacian indikilon de la kontrolebla reaktoro.
2.3 Kontrolsistema Disegno
La kontrolsistema konsistas el ĉefa cirkvito (adaptanta restmagnetizon de magnetaj materialoj) kaj detekto-kontrola sub-sistemo (monitoranta elektrajn parametrojn), kunlaborante por atingi administran celon. Kiam reto postulas reaktancan regilon, la ĉefa cirkvito aplikas fluojn por magnetigi/demagnetigi materialojn, dum la sub-sistemo monitoras ŝarĝojn por ke parametaroj restu optimumaj, certigante retnstabilecon. Ŝanĝoj de reaktanco venas de ŝanĝoj de magnetstaĵo de la kerno. Kontrolebla rektiligo ebligas milisekunda-nivela AC-eligo, kontentigante rapidan magnetstatkonvertan bezonon. La sistema emetas komandojn por la reaktoro supresi harmonojn kaj reguli reaktivpotencon, mantene retnstabilecon.
Operacia proceso: 1) Detektu reton, kolektu parametrojn, kaj asesoru stabilecon. 2) Kiam okazas voltagfluoj/harmonoj, la kontrolsistema de la reaktoro emetas komandojn. 3) La ĉefa cirkvito eligas adapteblan induktance; materialoj magnetigas, ŝanĝante restmagnetizon/kernstaton kaj do reaktoran induktance. 4) Post-adaptado, invers-adaptu induktance por demagnetigi materialojn kaj reseti la reaktoron. Matlab-simuladoj verifikis sisteman akuratecon: 15 A magnetiga fluo kaj 220 V demagnetiga voltago kun stabila formo, kontentigante magnetig-demagnetigbezonon.
3 Eksperimenta Analizo de Reaktanca Regila Efiko
Por verifi la reaktoran reaktancan regilan performon, prototipo kaj subtena kontrolsistema estis konstruita laŭ dezajno kaj simuladoj. Eksperimentoj analizis induktance-distribuan karakteron kaj evaluis elektran reton kalitechan ŝanĝon.
3.1 Stabileco de la Kontrolebla Reaktoro
En la eksperimento, datumoj estis kolektitaj por grafiki la volt-amperan karakterkurbon kaj operacian fluokurbon de la kontrolebla reaktoro. La rezultoj montras ke: ① Kiam la voltagvaloro pligrandigas, la fluo de la labora spiralo pligrandigas, kaj la du montras linearan rilaton, indikante ke sub diversaj magnetizaj voltagoj, la induktance valoro restas en relativ konstanta amplekso. ② Kiam la magnetiza voltago estas 0–35 V, la induktance malgrandigas de 0,74 H al 0,61 H, kaj la induktance eligo estas stabila, kontentigante la postulon por glata regilo. La ŝanĝo de induktance kun la magnetiza voltago estas montrita en Tablo 2.
En ĉi tiu studo, la ŝanĝo de la induktance valoro de la kontrolebla reaktoro estas atingita per la magnetigo kaj demagnetigo de magnetaj materialoj, kio dependas de la alternanta kaj direkta fluo pasinta en la kontrolspiralo. Ĉi tiu operacio ankaŭ estosportos perturbajojn al la labora spiralo. Do, necesas plu analizi ĝian laboran tranĉproceson. Por tio, mixta-domajna osciloskopio estis uzita por kolekti fluokurbojn de la magnetaj materialoj dum magnetigo kaj demagnetigo. La rezultoj montras, ke la reaktoro respondas rapide, kaj la fluokurbo estas en stabila stato post finita magnetigo.
3.2 Mezuritaj Rezultoj de Induktance Valoroj
Dum la reala operacio de la kontrolebla reaktoro, la induktance valoroj ricevitaj per aplikado de diversaj magnetizaj voltagoj estas montritaj en Tablo 3. La analizo montras, ke: ① La induktance valoro de la reaktoro ŝanĝiĝas preskaŭ lineare kun la ŝanĝo de la restmagnetizo de la magnetaj materialoj. Ĉi tio signifas, ke eĉ malgranda ŝanĝo de la DC-voltago povas efektive regi la induktance valoron de la reaktoro. ② Per preciza regado de la magnetstaĵo de la magnetaj materialoj, la kontrolebla reaktoro povas flekseble ŝanĝi sian induktance valoron, tiel efektive kompensante la reaktivpotencon en la elektra linio.
3.3 Ŝanĝoj en Kalito de Elektra Reto
En la elektra sistemo, la fluo kaj voltagŝanĝoj en la alta-voltaj flanko de la transformilo antaŭ kaj post la uzo de la kontrolebla reaktoro estis registritaj, kaj la harmonaj karakteroj estis observitaj. La rezultoj estas montritaj en Tablo 4. La analizo montras, ke: ① Antaŭ la uzo de la kontrolebla reaktoro, la fluo kaj voltagŝanĝoj en la alta-voltaj flanko estis kompleksaj, kaj iliaj kurboj ne havis regularajn trajtojn; post la uzo de la kontrolebla reaktoro, la fluo kaj voltagkurboj en la alta-voltaj flanko estis plibonorigitaj kaj havis klare regularajn trajtojn. ② Post la uzo de la kontrolebla reaktoro, la harmona enhavo malgrandiĝis, la aktiva potenco pligrandiĝis, kaj la kalito de la elektra reto estis signife plibonorigita.
4 Konkludo
Konklude, reaktoroj ludas gravan rolon en elektraj sistemoj, stabiligante voltagon, supresante harmonojn, amortigante osciladojn, kaj plibonorigante potencafaktoron. Inter ekzistantaj tipoj, magnetike kontrolitaj reaktoroj, kun daŭra reaktanca regilo, granda kapablo, kaj malalta kostoj, estas vaste uzataj en elektraj sistemoj. Por solvi problemojn kiel malrapida respondo kaj alta perda vibrado de magnetike kontrolitaj reaktoroj, ĉi tiu studo disegnas kontroleblan reaktoron uzantan nanokompozitajn magnetajn materialojn.
Eksperimentaj konkludoj: ① La reaktoro respondas rapide, kun stabila fluokurbo post magnetigo. ② Eĉ malgrandaj ŝanĝoj de DC-voltago povas efektive regi induktance. Per preciza regado de la magnetstaĵo de materialoj, la reaktoro flekseble ŝanĝas induktance por kompensi reaktivpotencon en elektraj linioj. ③ Post apliko, la alta-voltaj flanko fluo/voltagkurboj kaj la kalito de la reto signife plibonorigiĝas, taŭga por promocio de inteligentaj retoj. En la estonteco, kun novaj materialoj, teknologioj, kaj procedoj, kontroleblaj reaktoroj estos optimizitaj por pli bone kontentigi la bezonojn de inteligentaj retoj kaj certigi stabilan reton funkciadon.
