电感电压部分补偿交流功率法测量磁心损耗研究

磁性元件作为功率变换器的重要组成部分,其磁心损耗的精确测量对磁性元件的优化具有重要意义。为了提高传统双绕组交流功率法测量高频激磁磁心损耗的测量精度,本文详细分析电感电压补偿交流功率法的测量原理及其误差来源,基于电感电压补偿交流功率法在非完全补偿的情况下测量高阻抗角磁性元件磁心损耗时误差仍很大的问题,本文提出了电感电压部分补偿交流功率法精确测量任意波形激励下的磁性元件磁心损耗。最后建立测量平台,在非完全补偿条件下,该方法测量50 kHz正弦波激磁的金属磁粉芯磁心损耗的最大相对误差为13.54%,50 kHz矩形波激磁的金属磁粉芯磁心损耗的最大相对误差为9.8%,实验验证该方法可精确测量正弦波激磁和方波激磁的高阻抗角金属磁粉芯的磁心损耗。     

磁阀式可控电抗器的损耗计算与分析（英文）

磁阀式可控电抗器(Magnetic-valve controllable reactor, MCR)具有直流偏磁、绕组电流谐波大和磁路中磁通密度不同的特点,这些特点不仅导致其损耗计算方法与电力变压器不同,而且使准确计算MCR的铁芯和绕组损耗比较困难。本文将铁芯分区与J-A动态逆模型相结合,提出MCR铁芯损耗的计算方法;考虑漏磁和谐波的影响,分析推导得到MCR的绕组损耗系数的计算方法和表达式。最后,通过实例的仿真和实验,验证了提出的铁芯损耗计算方法和绕组损耗系数的正确可靠性。     

磁阀式可控电抗器的损耗计算与分析

磁阀式可控电抗器(Magnetic-valve controllable reactor, MCR)具有直流偏磁、绕组电流谐波大和磁路中磁通密度不同的特点,这些特点不仅导致其损耗计算方法与电力变压器不同,而且使准确计算MCR的铁芯和绕组损耗比较困难。本文将铁芯分区与J-A动态逆模型相结合,提出MCR铁芯损耗的计算方法;考虑漏磁和谐波的影响,分析推导得到MCR的绕组损耗系数的计算方法和表达式。最后,通过实例的仿真和实验,验证了提出的铁芯损耗计算方法和绕组损耗系数的正确可靠性。     

径向二自由度混合磁轴承参数设计与分析

介绍了永磁偏磁径向磁轴承的结构及其悬浮力产生机理；用等效磁路法对混合磁轴承的磁路进行计算，得出了最大承载力的条件和数学表达式，给出了参数设计和计算过程；用有限元软件进行了仿真验算。研究结果表明：增大永磁体内部磁动势可提高轴承的承载力、稳定性及减小功放损耗；当偏磁磁通大于饱和磁通的一半时，实际承载力最大。     

同极型和异极型磁轴承的磁场分布和功率损耗分析

采用有限元软件ANSYS详细分析了同级型和异极型2种结构磁悬浮轴承的磁场分布,给出了2种结构磁轴承的二维磁力线分布图和磁场分布图,并分析了同级型磁轴承二维磁场矢量分布和三维磁通密度矢量分布。详细计算了在不同频率下2种结构磁轴承的功率损耗,给出了功率损耗随交变电流频率变化拟合曲线。分析结果表明,同极型磁轴承磁力线分布在同一方向,全部平行于转子的轴线,因而耦合效应小,功率损耗小,在应用上具有更加明显的优越性。     

换流变压器三相直流偏磁的计算研究

为研究相邻架设的交直流线路互感在换流变压器中产生的三相直流偏磁情况,在计算了单相变压器二次侧直流电流所产生的偏置磁通与励磁电流的基础上,对直流线路基波电流引起的换流变阀侧直流电流及其在换流变三相产生的直流偏磁进行了分析,讨论了△绕组的影响,并在Matlab中对换流变三相励磁电流做了仿真计算。其结果表明：交直流线路互感引起的换流变三相直流偏磁大小不等,且会因Y-△连接而发生变化,而由此产生的变压器接地中性点零序电流的直流分量为零。     

基于磁通门技术的方位传感器设计

磁通门技术是一种非电量磁测法，它利用由高磁导率、低矫顽力的软磁材料作成的铁芯在激磁作用下，感应线圈出现随环境磁场强度而变的偶次谐波分量电势的特征，然后通过高性能的滤波器测量偶次谐波分量。文中介绍了以磁通门技术为工作原理的方位传感器设计，主要包括磁通门的工作原理、铁芯的热处理工艺、二轴磁通门传感器的结构设计及电路原理。     

谐波激励条件下铁心损耗测量与计算

准确地铁心损耗测量是进行铁心损耗计算与分析的基础。通过搭建非正弦激励条件下铁心磁性能测试平台,采用磁通密度可控的实验方案,从谐波相位、谐波含量以及谐波阶次3个方面考察了铁心损耗性能的作用规律,发现谐波阶次和含量与铁心损耗呈正比关系,且谐波相位差的增加使局部磁滞回环扩大,导致铁心损耗的增大,而在谐波阶次足够高时,相位对铁心损耗影响减弱,可忽略相位对其影响。此外,经典Steinmetz公式仅适合正弦激励条件,为将该模型扩展到可计算非正弦激励,提出了等效频率法。通过对比分析损耗误差在8%以内,验证了模型的正确性,对变压器的损耗预测,优化设计以及性能提高都具有重要指导意义。     

振动载荷下薄板疲劳寿命预测

为避免因时域信号过长而无法加载的情况,采用传递函数理论进行应力危险部位处应力功率谱密度仿真与实验验证。根据带宽系数确定Dirlik的寿命预测方法,结合S-N曲线进行基于功率谱密度下的疲劳寿命预测,并通过时域法进行寿命结果验证。结果表明:Dirlik方法寿命结果和时域法相对误差较小,寿命预测方法准确,为提高汽车零部件的疲劳寿命精度研究提供参考。     

电力变压器无功损耗的计算与分析

电力变压器的经济运行是变压器在功率损耗最小情况下的运行,且运行费用最低。从经济观点来确定变压器的最佳工作状态,除须计算有功损耗外,还须考虑无功损耗及输送无功功率时所消耗的有功功率。 一、对电力变压器无功功率剖析及计算 电力变压器所吸收的无功功率Q,由铁心中的激磁无功功率Q_1和原付边漏磁抗的无功功率Q_2组成,即:Q=Q_1 Q_2 当电压不变时,铁心的激磁无功功率Q_1实际上就是电力变压器空载试验时的无功功率:     

对称式微波功率传感器的设计

为了克服传统微波功率传感由于失配和热损耗带来的微波功率测量误差,提出了一种基于MEMS技术的对称式微波功率传感器,对该微波功率传感器的微波损耗、温度分布以及微波功率的精确测量进行了研究.首先,根据提出的损耗模型推导了微波损耗功率和损耗电压的表达式,并建立了该传感器的传热解析模型;接着,设计并制作了该微波功率传感器;最后...     

MSVC磁控动态无功补偿装置的设计与实现

MSVC磁控动态无功补偿装置,综合了VQC与MOR控制为一体,VQC电压无功补偿控制是对有载调压变压器分接头切换和并联电容器投切进行综合优化自动控制,MOR是一种"磁阀"式饱和电抗器,通过直流控制电流的激磁改变铁心的磁饱和度,从而达到平滑调节无功输出的目的.由于采用自耦直流励磁和极限磁饱和工作方式,不仅使所产生的谐波大大减少,而且具有有功损耗低、响应速度较快的特点.     

变压器铁心模型谐波磁损耗的计算与分析

近年来,谐波问题的出现对高压直流输电系统的高效运行提出了重大挑战。换流变压器作为其中的核心设备之一,准确计算其谐波激励下的损耗显得尤为重要。提出了一种新的铁心损耗计算模型,设计制作了产品级变压器铁心模型对新方法进行验证,并进一步对换流变压器在谐波激励下铁心损耗问题进行了分析。首先,利用爱波斯坦方圈测量得到变压器铁心材料的磁性能数据,拟合得到原始斯坦梅兹公式的3个参数;其次,搭建磁通密度可控的变压器铁心实验测试平台,用实验方法得到谐波激励下的损耗,并借助谐波激励下变压器铁心磁性能测量数据通过新的计算模型计算其损耗,计算值与实验值对比,验证模型的正确性;最后,考察了谐波含量、阶次、相位差对变压器铁心损耗的影响。     

直流偏磁条件下高精度微型电流互感器的传变特性

高精度微型电流互感器(CT)是高端智能电力仪表常用的前端取样器件,其传变特性受直流偏磁的影响。以0.02级微型电流互感器为例,通过实验数据来定量分析直流偏磁对CT传变特性的影响。研究表明,CT传变特性受直流偏磁的影响,这种影响随直流偏磁电流的增大而增大;角差随直流偏磁电流的增大而向正方向变化,随直流偏磁电流的增大而呈非线性快速增长;当直流偏磁电流超过微型电流互感器一次侧交流电流有效值的2%时,比差超出0.02级CT比差误差限值。直流偏磁将导致仪表测量偏小。     

三相方波无刷直流电动机PWM的电路设计与实现

分析了永磁无刷直流电动机驱动装置的基本结构和主要特征,详细介绍了一种模拟控制的集成电路,实现了高效三相方波电机脉宽调制（PWM）控制,可灵活调整PWM死区时间,安全可靠.采用智能功率模块（IPM）放大PWM波驱动伺服电机,进一步提供了系统的集成度.实验结果表明,该控制系统性能良好.     

磁轴承磨床电主轴全局线性化研究

由于电磁力与电流和位移关系的非线性,当主轴工作点改变时,建立在局部线性化基础之上的主动磁轴承(AMB)系统的性能会产生很大的变化。AMB用于磨削主轴,特别是用于非圆工件的磨削加工,要求具有不随工作点改变的刚度性能和位移跟踪性能。在理论上给出了AMB系统工作点改变对系统性能的影响,并通过试验得到了验证。考虑到线性补偿方法的简单性,采用了线性补偿方法进行AMB系统的全局线性化。针对功率损耗和动态性能,比较了3种线性补偿方法：最小磁通(MIF)、磁通和不变(CFS)及磁通积不变(CFP),结果表明,MIF具有最小的功率损耗,而CFS具有最好的动态性能。测量了建立在全局线性化基础上的AMB系统的性能,结果表明,工作点改变时,AMB系统的性能几乎不随之而改变。     

基于弹载磁传感器的飞行姿态测量技术

利用弹载传感器对旋转体的飞行姿态进行精确测量一直是一个难题。若利用零交叉时磁传感器输出的相位信息,可提出一种基于磁通门传感器的方位角测量原理和方法,能够对物体相对于地磁场的姿态实现高速度、高分辨率的测量。     

硅钢片交流磁滞回线的单片测量

分析了动态交流磁滞回线两种传统的测量方法(爱波斯坦方圈法和环形样件法)的缺点,阐述了通过B线圈和H线圈来检测磁感应强度和磁场强度的单片测量方法与磁通波形的控制方法,并实现了计算机自动测量。通过此方法可方便而准确的获取动态交流磁滞回线。     

一种适用于单峰光伏曲线的MPPT方法

针对传统单峰光伏曲线MPPT方法跟踪速度慢,寻优精度不高的问题,提出了一种基于抛物线预测的功率闭环最大功率跟踪(MPPT)方法。该方法通过用光伏特性曲线上的3个点来拟合一个二次函数,用函数驻点的实际功率值来迭代地预测和修正最大功率点(MPP)的位置,最终使得光伏系统工作在最大功率点。此外,针对光伏系统采用合理的初始点选取策略,提升了MPPT的速度。给出了光伏系统的MPPT控制框图,搭建了基于Buck-Boost电路的直流光伏系统硬件平台。使用抛物线预测法进行了光伏电池组件的最大功率跟踪,与变步长扰动观察法MPPT结果进行了比较,验证了该方法的可行性和实用性。研究结果表明:这种基于抛物线预测的单峰值MPPT方法具有跟踪速度快,稳态无振荡的优良性能。     

基于交直流互联电网中变压器直流偏磁抑制技术的应用

在高压直流输电系统中,单极运行或双极不平衡运行方式时,大地中直流对电网中的变压器直流偏磁产生严重影响,使电力系统中主变压器铁芯易饱和、漏磁增大,产生较大的谐波电流,导致变压器温度过高而损坏,电力系统电压下降,继电保护误动作等,因此对交直流互联电网中受端电网的直流偏磁应予充分重视,通过电容器抑制法、反向电流法、变压器中性点接小电阻法等,尽可能消除直流偏磁对电力系统稳定性运行的危害。