非正弦激励下铁心损耗计算模型改进

针对Bertotti损耗分离模型计算非正弦激励下铁心损耗不准确的问题,提出了将异常损耗表达为励磁频率与励磁强度函数的Barbisio算法.利用磁特性测量系统得到中频方波、正弦以及PWM电压激励下软磁铁氧体和纳米晶环形铁心损耗的数据,将异常损耗系数构造成频率和磁通密度的非线性函数.该模型计算了一台中频变压器在方波激励下的铁心损耗.仿真和实验结果表明,改进的损耗模型是有效的,与传统Barbisio算法比较,提出的方法更能准确地预估中频变压器铁心损耗.     

模拟退火算法优化三相五柱变压器铁心设计

在分析变压器铁心磁场分布的基础上,将模拟退火算法应用于五柱铁心旁柱的优化设计。利用磁场与损耗分布的数值计算结果,建立优化设计目标函数,用模拟退火算法求解出最优的五柱铁心旁柱尺寸。给出了详细的优化设计步骤及计算实例。     

直流偏磁条件下换流变压器空载特性分析

为了深入研究直流偏磁对换流变压器运行性能的影响,基于瞬态"场-路耦合"方法,使用实际产品参数建立了二维求解模型.结合铁心材料磁导率的非线性,利用该模型分析了不同直流入侵情况下,换流变压器空载时励磁电流的波形曲线及铁心磁感应强度变化.另外,依据半波平均算法定量分析了在不同等级直流偏磁电流作用下空载损耗情况.结果显示,直流偏置水平的升高使励磁电流波形畸变;低次谐波逐渐增加;铁心磁密峰值呈非线性增长并趋于饱和.同时,空载损耗也随之增加.该方法为考虑换流变压器偏磁时的设计和维护提供了有效手段.     

海上风电低频变压器铁心损耗特性实验研究

为准确分析海上风电变压器在低频工作时不同温度下的磁特性和损耗特性,推导了不同温度和频率对变压器铁心硅钢片磁特性的影响,通过实验测得某海上风电低频变压器铁心硅钢片在不同温度、不同频率下的磁化曲线和损耗曲线,分析了低频低温工作状态对变压器运行的影响,利用有限元软件建立三维模型进行了仿真验证。然后,分析了温度为80℃时变压器分别工作在工频50 Hz和低频20 Hz状态下硅钢片的损耗曲线变化规律。最后,基于实验分析和仿真验证,得出了海上风电变压器在低频低温环境下工作损耗的一般变化规律,从而为降低变压器损耗及其设计提供了依据。     

电力变压器铁心饱和磁特性的测量

对电力变压器铁心材料磁特性的测量和模拟具有现实的意义.利用叠片铁心模型进行实验,更接近电力变压器运行的工况,采用WT3000功率分析仪测量数据,得到基本磁化曲线,特别是饱和后的数据,磁感应强度可达到2.058 T.本文对具体测量方案做了详细的介绍,测量结果对于计算饱和后的变压器损耗提供了有力的依据,对铁心材料的模拟提供了实验数据,对变压器过励磁的分析有很强的使用价值.     

直流偏磁下变压器励磁电流的实验研究及计算

在直流偏磁条件下变压器励磁电流是研究变压器直流偏磁特性的关键。针对两种直流量引入方法,即直流量与正弦电压激励同侧引入和直流量与正弦电压激励异侧引入,通过实验结合数值计算,分析了两种引入直流量方法本质的区别及原因。研究结果表明:同侧引入直流电流比异侧引入直流电流更能准确地反映地磁感应电流或直流输电线路单极运行引起的变压器直流偏磁问题。其次,分析了直流偏磁对变压器励磁电流的有效值、直流分量及各次谐波影响的规律。最后,应用改进的磁路-电路耦合时域方法分析了直流偏磁下变压器的励磁电流,计算结果与测量结果吻合。本工作为研究变压器的直流偏磁问题打下了基础。     

基于波形正弦特征和模糊贴近度原理的变压器励磁涌流识别方案研究

提出了应用正弦函数的特征和模糊贴近度原理相结合的方法来识别变压器的故障电流和励磁涌流。变压器正常运行、内部短路、外部短路时波形具有正弦波形特征,而励磁涌流波形因包含非周期分量、间断角不具有正弦波形的特征。假设所研究波形均为正弦波形,通过直接寻找可以得到峰值的实际值,通过理论计算可以得到峰值的理论值,然后求实际值和理论值比值的绝对值。利用绝对值的大小区分故障电流和励磁涌流。理论分析和动模实验结果表明:本方法原理简单,易于实现,可以准确识别故障电流和励磁涌流,即使在空载合闸于内部短路故障时保护也能迅速可靠动作,并具有抗CT饱和的能力。     

基于碳化硅MOSFET三相逆变电路损耗新算法

提出了一种三相逆变电路功率开关器件损耗计算的新方法.为了达到将高频电力电子电路和实时仿真算法相结合应用于嵌入式实时仿真平台的目的,针对工程应用中逆变器损耗计算的实时性和精确性要求,该方法以实际电路可采样信号为基础,利用功率开关器件器件手册提供的产品参数,通过采样平均算法计算功率开关器件损耗.将采样算法值与小仿真步长的PLECS仿真结果做对比,结果表明新算法可以较为准确的计算损耗,并进一步提出了在硬件系统性能要求下尽可能保证损耗计算的精度要求的变采样频率算法.     

基于磁致伸缩效应的三相五柱变压器振动特性仿真与实验研究

为深入研究三相五柱变压器在直流偏磁条件下的振动特性,首先基于激光多普勒效应,对取向硅钢片磁-弹耦合特性进行测量,获得磁致伸缩曲线.其次提出适用于大型三相电力变压器的直流偏磁实验方案,将两台变压器相并联,并在中性点引入直流激励,测量变压器励磁和振动特性.基于磁-机械场的耦合理论进行有限元仿真,得到三相变压器铁心磁场和振动...     

基于ANSYS的磁饱和式可控电抗器铁心磁场的分析

针对磁饱和式可控电抗器铁心,应用大型有限元软件ANSYS,建立铁心和空气隙的模型,对铁心磁场进行分析,并对铁心空载损耗进行了计算.以220V,600VA磁饱和式可控电抗器为例,给出了铁心内部磁场分布图以及铁心空载损耗的计算值.将铁心内部磁场与理论磁场及铁心空载损耗的计算值与理论值进行比较,结果表明该模型具有较高的准确度,可以满足磁饱和式可控电抗器的工程设计要求.     

航空无刷交流同步发电机铁心损耗分析

航空发电机是飞机上的重要机电设备,航空电机体积小,电磁负荷高,故发热问题尤其严重,其中铁心损耗为发电机的主要热源之一,从而使得分析三级式航空无刷交流同步发电机的铁心损耗尤为重要.通过对某航空电机铁心损耗的测试,在实验中测出一系列电参数,对这些电参数进行分析与计算,研究铁心损耗与频率的关系.分析和实验结果表明铁心损耗随频率的变化而变化,并得到铁心损耗与频率的具体关系式,得到的频率指数与电机运行时的磁通密度有关,对于400Hz航空发电机,铁心损耗的频率指数在1.4左右,同时该频率指数满足工程计算和精确度要求.     

变压器绕组快速暂态仿真的分裂算法

在高频激励源作用下,变压器应采用分布参数模型.准确而高效的变压器快速暂态仿真方法是目前研究的重点问题.基于变压器的分布参数电路模型,研究了变压器快速暂态仿真的分裂算法.在一段时间间隔内,将变压器集中参数电路分解成若干个子电路,根据各独立子电路在该时间段内的暂态过程及其外端子冲激响应函数,建立了子电路的动态等效电源模型,...     

电压变化对变压器励磁阻抗的影响

研究了电压变化对变压器铁耗电阻和励磁电抗的影响，介绍了电压变化下变压器励磁阻抗的拟合计算方法，讨论了铁心最大磁导率与磁化曲线膝点之间的关系。     

阶跃电压激励下变压器的电压响应及电流响应

分析了在阶跃电压激励下变压器的电压，电流响应，并指出了无损耗，全耦合变压器对阶跃电压和电流均具有变换作用，而且这两种变换作用所遵循的规律与变压器对正弦电压，正弦电流的变换作用所遵循的规律相类似。     

高损耗配电变压器降损增容改造的可行性探讨

通过分析在城乡电网改造中所遇到的困难,指出对66 kV电压级高损耗无励磁调压变压器进行降损增容改造,是顺利完成电网改造任务的必由之路.结合多例实际改造项目,对比改造前后的性能指标,论证了保留原变压器铁心、增加绕组匝数以降低变压器的空载损耗;增大导线截面积,并采用铜导线替代铝导线来降低导线电阻率以降低变压器的负载损耗是行之有效的改造方法.     

有始有终信号在损耗介质中传播的研究

研究非正弦电磁波在损耗介质中传播的理论，对分析隐身技术中脉冲波的吸收等问题有理论指导意义。采用拉普拉斯变换可求出有始有终电场信号激励下，电磁波在损耗介质中传播时，电场强度的暂态解。利用高斯积分法及数组移位技术计算出雷达技术中所用的有限周期的方波脉冲和正弦脉冲在线性损耗介质中传播时，电场强度的波形变化。文中给出了一个计算实例，并分析了波形产生变化的规律及原因。     

LFM发生器及其在超声波TDOA测量中的应用

提出一种基于DDFS的全数字方波LFM产生电路的方案,介绍电路的结构、工作原理及参数选择,分析电路的性能特点,比较正弦LFM与方波LFM信号的自相关函数和频谱,研究将方波LFM信号作为超声波发生器激励信号进行TDOA测量的方法,并用实验验证全数字离散方波LFM用于超声波发生器TDOA估计的有效性。     

异步电机在线参数辨识与效率优化协调控制

针对异步电动机变频驱动系统低速运行过程中损耗较大、能量利用率低的问题,本文采用异步电机在dq坐标系下的动态数学模型,采用一种基于损耗函数的异步电机能量效率优化算法计算出不同工况下最优励磁电流,选取双曲函数为协调函数使异步电机稳态时运行在最低损耗状态。并采取模型参考自适应方法,对异步电机转子时间常数及转子电阻进行在线辨识,避免了电机参数变化对控制系统产生不利影响。转速环、转矩环及电流环均采用反步法控制器,加快了系统的响应速度。仿真实验证明,所提出的能量优化算法与在线参数辨识策略不仅可以实现减少损耗,提高电机效率,而且提高了控制精确度。该方法具有良好的控制效果和应用前景。     

谐波激励下变压器振动特性分析

随着特高压直流输电以及晶闸管整流设备的全面发展,电力系统谐波出现并流入变电站,使变电站中电力变压器出现非正常工作状态,影响其稳定运行.谐波注入使变压器铁心硅钢片的磁特性包括磁化特性和磁致伸缩特性畸变,由于变压器铁心振动主要来源于交变磁场下硅钢片的磁致伸缩,因此谐波下磁致伸缩特性畸变会直接导致变压器振动特性异常.然而,对于这种谐波激励下变压器的异常振动特性,目前未见相关报道.本文在考虑磁致伸缩效应和麦克斯韦电磁应力的基础上,研究谐波入侵对变压器振动特性的影响.首先对叠加不同3次谐波磁场下取向硅钢片样片的磁化特性以及磁致伸缩特性进行测试;然后,根据测试数据建立单相变压器三维磁-机械耦合数值模型并进行空载下变压器振动仿真;根据仿真结果,分析谐波对变压器铁心应力分布、振动加速度及其频谱的影响,为分析变压器在谐波工况下振动特性奠定理论基础.     

三相电力变压器涡流损耗分析计算

对变压器漏磁场产生的原因和涡流损耗效应进行分析说明,并选用1台型号S11-17000/35三相电力变压器作为算例,采用有限元软件ANSYS对变压器进行三维有限元仿真计算。通过建立三维的简化模型、定义材料属性、网格剖分、加载与求解,得到额定工况下变压器铁心磁通密度矢量分布、油箱和结构件的最大漏磁分布及涡流损耗值,并将损耗值与工程上的经验公式所得损耗值进行对比。结果表明:漏磁分布和涡流损耗值等结果与理论基本相符。