[发明专利]一种饱和电抗器等值电路模型的参数获取方法

摘要

本发明提供了一种饱和电抗器等值电路模型的参数获取方法，所述模型包括串联的非线性电感L_core、空心电感L_air和线圈直流电阻R_cu；所述非线性电感L_core的两端并联有非线性电阻R_e；所述方法包括：步骤1：用受控电流源等效法计算所述非线性电感L_core；步骤2：用冲击放电试验计算所述非线性电阻R_e；步骤3：用线性电感等效法计算所述空心电感L_air。和现有技术相比，本发明提供的一种饱和电抗器等值电路模型的参数获取方法，基于冲击放电试验获取饱和电抗器等值电路模型的参数获，从而更为准确的对饱和电抗器的电气性能进行模拟。

主权项

1.一种饱和电抗器等值电路模型的参数获取方法，所述模型包括串联的非线性电感L_core、空心电感L_air和线圈直流电阻R_cu；所述非线性电感L_core的两端并联有非线性电阻R_e；所述方法用电桥直接对饱和电抗器线圈测量得到所述线圈直流电阻R_cu，其特征在于，所述方法包括：步骤1：用受控电流源等效法计算所述非线性电感L_core；步骤2：用冲击放电试验计算所述非线性电阻R_e；步骤3：用线性电感等效法计算所述空心电感L_air；所述步骤1包括：步骤1‑1：依据所述饱和电抗器中磁性材料的磁化曲线，构建磁感应强度B和磁场强度H的单调增函数B＝B(H)；步骤1‑2：依据磁路方程和所述单调增函数，获取伏秒数‑励磁电流曲线ψ‑I_L；所述磁路方程包括和ψ＝NBS；其中，所述MPL为有效磁路长度、l_g为气隙长度、N为线圈匝数、μ₀为空气的磁导率，S为铁芯的截面积；步骤1‑3：用受控电流源U等效所述非线性电感L_core，依据所述伏秒数‑励磁电流曲线ψ‑I_L对所述受控电流源进行微分运算，得到所述非线性电感所述步骤2包括：步骤2‑1：用受控电流源U替代所述模型中的非线性电感L_core后对所述模型进行冲击放电试验；将电容器充电后，在0时刻对饱和电抗器放电，同时用电流传感器和电压传感器分别记录饱和电抗器两端的电流波形和电压波形；步骤2‑2：计算饱和电抗器在所述冲击放电试验中的损耗电流；将所述步骤2‑1中电压波形的电压值对时间进行积分运算，计算每个时间点对应的伏秒数，并以每个时间点对应的所述电流波形中的电流值为横坐标，以伏秒数为纵坐标构建伏秒数‑励磁电流曲线ψ‑I_L；将所述步骤2‑1的电流波形和所述步骤2‑2中的所述伏秒数‑励磁电流曲线ψ‑I_L进行耦合，计算每个伏秒数ψ上非线性电阻R_e的电流I_R，得到所述非线性电阻步骤2‑3：依据所述步骤2‑2中的非线性电阻R_e，构建伏秒数‑非线性电阻曲线ψ‑R_e；用指数函数拟合所述伏秒数‑非线性电阻曲线ψ‑R_e，得到非线性电阻R_e(Ψ)＝Ae^±kψ；其中，所述A和k均为常数；所述步骤3包括：步骤3‑1：将所述步骤2中根据饱和电抗器两端的电压波形在线性饱和区时的电压值和电流值计算得到的电感值等效为所述空心电感L_air的值；所述线性饱和区的开始时间为t₁、电压过零点时间为t₂、截止时间为t₃；步骤3‑2：计算电压过零点前的电感值为计算电压过零点后的电感值为所述和分别为所述步骤2中饱和电抗器两端的电流波形在时间t₁、t₂和t₃处的电流值；步骤3‑3：计算所述空心电感