[发明专利]一种电抗器电感值的计算方法

权利要求书

1.一种电抗器电感值的计算方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、根据电抗器的结构，建立含有待定参数的电感计算灰箱模型公式；

S2、利用数值模拟法得到不同结构参数的电感数据集；

S3、利用改进差分进化算法对电感数据集进行参数识别，得到最终的待定参数，确定最终的电感计算公式；

S4、对新的电感计算公式进行检验。

2.根据权利要求1所述的一种电抗器电感值的计算方法，其特征在于：步骤S1中建立电感计算灰箱模型公式的具体过程如下：

选取电抗器的线圈匝数N、内径Rin、高度H以及缠绕厚度W作为整体设计参量，通过控制变量法确定电感值与匝数为平方关系，与线圈内径和线圈缠绕厚度成正比关系，与高度成反比关系；

基于上述参数和比例关系，初步构建含有待定参数的电感计算灰箱模型公式为：

其中，D_av＝2×R_in+W是螺线管的平均直径。

3.根据权利要求1所述的一种电抗器电感值的计算方法，其特征在于：步骤S2中数值模拟法为建立电抗器三维有限元场-路耦合模型进行仿真。

4.根据权利要求1所述的一种电抗器电感值的计算方法，其特征在于：步骤S3中利用改进差分进化算法对电感数据集进行参数识别，得到最终的待定参数包括以下步骤：

S301、根据步骤S2中的电感数据集，进行初始化操作，产生初始化种群；

S302、计算初始化种群中的每个电感参数的适应值；

S303、根据个体化变异公式对初始化种群中的个体进行变异操作，得到变异后的个体；

S304、利用种群交叉公式对变异后的个体与父代个体进行种群交叉操作，得到交叉之后的种群个体；

S305、按照设定的目标函数，将交叉之后的个体与父代种群中的个体进行比较，从中选出优势个体作为下一代的个体；

S306、判断此时的迭代次数是否达到了最大迭代次数，如果达到了，就输出最优结果；如果没有达到，需要重复步骤S302-S306。

5.根据权利要求1所述的一种电抗器电感值的计算方法，其特征在于：步骤S301中初始化操作过程如下：

利用待识别参数公式对电感数据集进行初始化；

待识别参数的公式如下：

其中，i＝1,2,...NP；j＝1,2,...D；D为模型中待辨识的总数，NP为改进差分进化算法中的种群规模，和分别表示参数的上限和下限，rand_j[0,1]为0-1区间内的一个随机数值。

6.根据权利要求1所述的一种电抗器电感值的计算方法，其特征在于：步骤S302中计算初始化种群中的每个电感参数的适应值过程如下：

利用参数估计值和真值之差的平方和求期望，具体公式如下：

Y_i(θ)和L_i(θ)分别为本模型输出电感值和实际电感值。

7.根据权利要求1所述的一种电抗器电感值的计算方法，其特征在于：步骤S303中个体化变异公式：

u_i,G＝λθ_best,G+(1-λ)·θ_i,G+F·(θ_r1,G-θ_r2,G)；

其中，λ和F为引入的自适应变异因子，θ_r1,G为第G代第r1个个体的模型参数数值，θ_r2,G为第G代第r2个个体的模型参数数值，i≠r1≠r2。

8.根据权利要求1所述的一种电抗器电感值的计算方法，其特征在于：步骤S304中利用种群交叉公式如下：

u为变异后的个体，j为第j个参数，j_rand从(1，NP)中选取的一个随机数，cr为此种群的交叉率。

9.根据权利要求1所述的一种电抗器电感值的计算方法，其特征在于：步骤S4中对新的电感计算公式检验过程如下：

利用comsol仿真软件对电抗器参数进行仿真，得到仿真电感值，利用origin绘制曲线图，同时将电抗器参数带入新的电感计算公式，得到电感值，同时利用origin绘制曲线图，将所得的计算公式的曲线和仿真曲线进行对比，得出拟合曲线，根据拟合曲线得出新的电感计算公式的有效性。