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专利号: 2020108817849
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种自耦变压器卷铁心退火质量的分析方法,其特征在于,包括以下步骤:

1)计算卷铁心硅钢片内部磁场强度Hz(x)和磁通密度Bz(x)之间的方程关系式,通过对卷铁心硅钢片内部各点磁场强度Hz(x)和磁通密度Bz(x)实测数据进行高精度的数值拟合,可以得到它们的耦合表达式:

Bz(x)=μ0[αarctan(βHz(x))+γHz(x)]             (1)式中α、β是与磁场强度Hz(x)相关的拟合系数,γ是与磁通密度Bz(x)相关的拟合系数,μ0是真空磁导率;

自耦变压器通常运行频率为工频50Hz,其集肤效应在低频运行环境几乎可以忽略,因此磁场强度Hz(x)在卷铁心硅钢片内部各点的变化比较轻微,可以用卷铁心截面磁场强度幅值Hm代替,(1)式改写为:

Bz(x)=μ0[αarctan(βHm)+γHm]                (2)式中Hm是卷铁心截面磁场强度幅值,U2为自耦变压器的二次侧电压,μavg为卷铁心材料在非饱和区磁密区的平均磁导率,f为励磁频率,N为励磁绕组匝数,S为卷铁心的截面积,n为变压器变比;

2)计算卷铁心硅钢片内部涡流场复数形式标准方程,依据磁准静态场麦克斯韦方程的微分方程,以及卷铁心变压器磁路长度和截面宽度远大于硅钢片的厚度,可以得出方程:式中j为虚数单位,σ为卷铁心材质的电导率;

3)结合(3)(4)两式对卷铁心内部涡流场和截面磁场强度的描述,可以得到卷铁心磁场强度Hz(x)表达式:

式中C为与硅钢片边界条件有关的待定参数,d为硅钢片厚度;

4)通过(5)式对卷铁心磁场强度Hz(x)的描述,在依据安培环路定律、工程电磁学有功功率的定义,可以得到卷铁心涡流损耗Peddy的表达式:

5)计算退火质量指标M,从退火曲线库中选取对应参数卷铁心的退火曲线,对卷铁心进行退火;退火完成后,使用功率分析仪和测量线圈对卷铁心进行损耗测量,并用贝尔托蒂公式从总损耗中分离出涡流损耗部分P测量,根据指标M判断卷铁心退火质量:若M≤5%,则判定卷铁心性能良好。