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基于磁导-电容类比法和Energetic模型的高频变压器铁芯动态磁滞建模方法
1
作者
陈彬
陈一博
+2 位作者
万妮娜
黄力
唐波
《中国电机工程学报》
北大核心
2025年第16期6591-6602,I0037,共13页
高频变压器是能量路由器、光伏逆变器等功率变换装置的关键设备,运行中存在复杂的电磁暂态工况。为了构建精确的高频变压器电磁暂态模型,需要准确模拟铁芯动态磁滞特性。该文首先在电力电子仿真软件PLECS中将磁导-电容类比法与Energeti...
高频变压器是能量路由器、光伏逆变器等功率变换装置的关键设备,运行中存在复杂的电磁暂态工况。为了构建精确的高频变压器电磁暂态模型,需要准确模拟铁芯动态磁滞特性。该文首先在电力电子仿真软件PLECS中将磁导-电容类比法与Energetic磁滞模型相结合,构建表征静态磁滞效应的铁芯静态磁滞磁导模型;其次,在静态磁滞磁导模型基础上,依据损耗统计理论,引入磁阻和受控磁动势源用以表征铁芯涡流损耗和剩余损耗的动态损耗分量,构建铁芯动态磁滞磁导模型;然后,基于不同工况下实验测量数据,结合损耗统计理论与场分离技术获得各频率下静态磁滞回线,推导静态模型参数随频率变化规律,得到考虑静态参数频率效应的动态磁滞磁导模型特征参数;最后,将所建铁芯模型在不同频率、磁密的正弦波与不同占空比方波激励下的仿真结果与实验测量结果进行对比分析,验证铁芯模型的有效性。
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关键词
高频变压器
损耗统计理论
Energetic模型
磁导-电容类比法
频率效应
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职称材料
基于磁导-电容类比法和解析Preisach模型的铁心动态磁滞建模方法
被引量：
3
2
作者
陈彬
王川源
+2 位作者
刘洋
杨富尧
黄力
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第18期5576-5587,共12页
铁磁材料的磁滞、涡流和驰豫效应对电力变压器铁心的非线性特性和功率损耗有显著的影响。为了研究电磁暂态过程中电力变压器的时域响应行为,需要准确计及铁心的动态磁化特性,在电路仿真中对电力变压器铁心进行精细建模。为此,该文首先...
铁磁材料的磁滞、涡流和驰豫效应对电力变压器铁心的非线性特性和功率损耗有显著的影响。为了研究电磁暂态过程中电力变压器的时域响应行为,需要准确计及铁心的动态磁化特性,在电路仿真中对电力变压器铁心进行精细建模。为此,该文首先采用考虑可逆分量的解析Preisach模型表征铁磁材料的静态磁滞效应,通过磁导-电容类比法建立了铁心的回转器-磁导模型,构建铁心静态电磁模型。其次,基于传统损耗统计理论和场分离理论,在静态电磁模型的基础上引入恒定磁阻和受控磁动势源,分别用于表征铁磁材料的涡流效应和弛豫效应对磁滞效应和损耗效应的影响,构建基于传统损耗统计理论的铁心动态电磁模型。最后,运用R-L分数阶导数对涡流损耗表达式进行修正,采用受控磁动势源表示涡流效应,对传统的铁心动态电磁模型进行改进。基于电工钢测量系统测量了硅钢铁心在不同频率、不同磁通密度下的动态磁滞回线,与实验相比改进模型的平均相对误差为6.59%,验证了所提出的改进动态模型的正确性。
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关键词
电力变压器
涡流效应
PREISACH模型
分数阶
导
数
磁导-电容类比法
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职称材料
题名
基于磁导-电容类比法和Energetic模型的高频变压器铁芯动态磁滞建模方法
1
作者
陈彬
陈一博
万妮娜
黄力
唐波
机构
湖北省输电线路工程技术研究中心(三峡大学)
三峡大学电气与新能源学院
国网湖北省电力有限公司宜昌供电公司
出处
《中国电机工程学报》
北大核心
2025年第16期6591-6602,I0037,共13页
基金
国家自然科学基金项目(青年科学基金项目)(52107006)
湖北省自然科学基金面上项目(2021CFB149)。
文摘
高频变压器是能量路由器、光伏逆变器等功率变换装置的关键设备,运行中存在复杂的电磁暂态工况。为了构建精确的高频变压器电磁暂态模型,需要准确模拟铁芯动态磁滞特性。该文首先在电力电子仿真软件PLECS中将磁导-电容类比法与Energetic磁滞模型相结合,构建表征静态磁滞效应的铁芯静态磁滞磁导模型;其次,在静态磁滞磁导模型基础上,依据损耗统计理论,引入磁阻和受控磁动势源用以表征铁芯涡流损耗和剩余损耗的动态损耗分量,构建铁芯动态磁滞磁导模型;然后,基于不同工况下实验测量数据,结合损耗统计理论与场分离技术获得各频率下静态磁滞回线,推导静态模型参数随频率变化规律,得到考虑静态参数频率效应的动态磁滞磁导模型特征参数;最后,将所建铁芯模型在不同频率、磁密的正弦波与不同占空比方波激励下的仿真结果与实验测量结果进行对比分析,验证铁芯模型的有效性。
关键词
高频变压器
损耗统计理论
Energetic模型
磁导-电容类比法
频率效应
Keywords
high frequency transformer
statistical theory of losses
Energetic model
permeance
-
capacitance analogy method
frequency effect
分类号
TM433 [电气工程—电器]
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职称材料
题名
基于磁导-电容类比法和解析Preisach模型的铁心动态磁滞建模方法
被引量：
3
2
作者
陈彬
王川源
刘洋
杨富尧
黄力
机构
湖北省输电线路工程技术研究中心
三峡大学电气与新能源学院
国网智能电网研究院有限公司
出处
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第18期5576-5587,共12页
基金
国家自然科学基金青年科学基金项目(52107006)
湖北省自然科学基金面上项目(2021CFB149)资助。
文摘
铁磁材料的磁滞、涡流和驰豫效应对电力变压器铁心的非线性特性和功率损耗有显著的影响。为了研究电磁暂态过程中电力变压器的时域响应行为,需要准确计及铁心的动态磁化特性,在电路仿真中对电力变压器铁心进行精细建模。为此,该文首先采用考虑可逆分量的解析Preisach模型表征铁磁材料的静态磁滞效应,通过磁导-电容类比法建立了铁心的回转器-磁导模型,构建铁心静态电磁模型。其次,基于传统损耗统计理论和场分离理论,在静态电磁模型的基础上引入恒定磁阻和受控磁动势源,分别用于表征铁磁材料的涡流效应和弛豫效应对磁滞效应和损耗效应的影响,构建基于传统损耗统计理论的铁心动态电磁模型。最后,运用R-L分数阶导数对涡流损耗表达式进行修正,采用受控磁动势源表示涡流效应,对传统的铁心动态电磁模型进行改进。基于电工钢测量系统测量了硅钢铁心在不同频率、不同磁通密度下的动态磁滞回线,与实验相比改进模型的平均相对误差为6.59%,验证了所提出的改进动态模型的正确性。
关键词
电力变压器
涡流效应
PREISACH模型
分数阶
导
数
磁导-电容类比法
Keywords
Power transformer
eddy current effect
Preisach model
fractional derivative
permeance
-
capacitance analogy method
分类号
TM433 [电气工程—电器]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于磁导-电容类比法和Energetic模型的高频变压器铁芯动态磁滞建模方法
陈彬
陈一博
万妮娜
黄力
唐波
《中国电机工程学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
基于磁导-电容类比法和解析Preisach模型的铁心动态磁滞建模方法
陈彬
王川源
刘洋
杨富尧
黄力
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2024
3
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职称材料
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