[发明专利]一种磁控式并联电抗器数字仿真建模方法

权利要求书

1.一种磁控式并联电抗器数字仿真建模方法，包括以下步骤：

(1)首先根据磁路定律和电路定律，采用等效磁路分解方法，将磁控式并联电抗器模型等效成多个饱和变压器和饱和电抗器模型，并假设：

N₁₁、N₁₂分别为左侧铁心柱的一次绕组和励磁绕组的匝数，

N₂₁、N₂₂分别为右侧铁心柱的一次绕组和励磁绕组的匝数，

i₁₁、i₁₂、u₁₁、u₁₂分别为左侧铁心柱的原副边电流和电压，

i₂₁、i₂₂、u₂₁、u₂₂分别为右侧铁心柱的原副边电流和电压，

Φ₁、Φ₂、Φ₃、Φ₄、Φ₅为各磁路中的主磁通，

H₁、H₂、H₃、H₄、H₅、为各主磁通对应的磁场强度，

L₁、L₂、L₃、L₄、L₅为各主磁通对应的等效磁路长度，

Φ₁₁、Φ₁₂、Φ₂₁、Φ₂₂分别为左侧铁心柱和右侧铁心柱的一次绕组和励磁绕组的漏磁通，

L₁₁、L₁₂、L₂₁、L₂₂为各漏磁通所对应的支路漏电感，

r₁₁、r₁₂、r₂₁、r₂₂为各支路的电阻，则控制回路负载阻抗分别为Z₁₂、Z₂₂；

(2)由以上假设，可得出以下方程

主磁通方程：

Φ₃＝Φ₁-Φ₅    (1)

Φ₄＝Φ₂+Φ₅    (2)

其中

Φ₁＝f₁(H₁)    (3)

Φ₂＝f₂(H₂)    (4)

Φ₃＝f₃(H₃)    (5)

Φ₄＝f₄(H₄)    (6)

Φ₅＝f₅(H₅)    (7)

漏磁通方程

Φ11=L11i11N11---(8)]]>

Φ12=L12i12N12---(9)]]>

Φ11=L21i21N21---(10)]]>

Φ22=L22i22N22---(11)]]>

磁路方程：

H₃L₃＝H₅L₅+H₄L₄             (12)

H₁L₁+H₃L₃＝N₁₁i₁₁+N₁₂i₁₂    (13)

H₂L₂+H₄L₄＝N₂₁i₂₁-N₂₂i₂₂    (14)

电压方程：

u11=r11i11+N11dΦ11dt+N11dΦ1dt---(15)]]>

u12=N12dΦ1dt-r12i12-N12dΦ12dt---(16)]]>

u₁₂＝Z₁₂i₁₂    (17)

u21=r21i21+N21dΦ21dt+N21dΦ2dt---(18)]]>

u22=N22dΦ2dt+r22i22+N22dΦ22dt---(19)]]>

u₂₂＝Z₂₂i₂₂    (20)

(3)利用现有的双绕组饱和变压器模型和饱和电抗器模型，组合构造适用于磁控式并联电抗器的模型，将所述磁控式并联电抗器磁路进行等效分解，令

i₁₁＝i₁₁′+i₁₁″    (21)

i₂₁＝i₂₁′+i₂₁″      (22)

其中，i₁₁′、i₂₁′满足以下约束条件：

H₁L₁＝N₁₁i₁₁′+N₁₂i₁₂    (23)

H₂L₂＝N₂₁i₂₁′-N₂₂i₂₂    (24)

(4)根据式(21)～(24)及磁路方程(12)～(14)可得：

H₃L₃＝N₁₁i₁₁″             (25)

H₄L₄＝N₂₁i₂₁″             (26)

H₅L₅＝N₁₁i₁₁″-N₂₁i₂₁″    (27)

(5)根据以上公式，可将磁路分解为多个变压器和电抗器的形式，变压器A代表左侧铁心柱的磁路结构并满足左侧铁心柱相关方程，变压器B代表右侧铁心柱的磁路结构并满足右侧铁心柱相关方程，电抗器C代表左旁柱磁路结构并满足左旁柱相关方程，电抗器D代表右旁柱磁路结构并满足右旁柱相关方程，变压器E代表上下轭磁路结构并满足上下轭相关方程。