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专利号: 2020115323468
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:

1.一种计及铁心磁饱和的牵引变压器涡流损耗计算方法,其特征在于,铁心材质为高导磁冷轧晶粒取向硅钢片,包括以下步骤:

1)经傅里叶分解得到牵引变压器在磁饱和条件下的励磁电流表达式:式中,I0代表牵引变压器的励磁电流,In代表励磁电流经傅里叶分解后的n次谐波分量幅值,n为正整数,ω为角频率,它满足:ω=2πf,f为励磁频率,t为时间;

由于实际工况偶次谐波与高次谐波对涡流损耗基本无影响,将励磁电流化简为:I0=I1cosωt+I3cos3ωt    (2)式中I1和I3分别代表励磁电流经傅里叶分解后的1次和3次谐波分量幅值;

2)根据全电流定律,牵引变压器磁饱和条件下的磁场强度与其对应的励磁电流呈正比关系,故类比(2)可将磁场强度表达为:Hm=H1cosωt+H3cos3ωt    (3)式中,Hm代表牵引变压器铁心的平均磁场强度,H1、H3分别代表铁心平均磁场强度经傅里叶分解后的基波分量幅值和三次谐波分量幅值,其中三次谐波幅值H3≈0.4H1,由(3)的幅值分解式 可近似得到铁心平均磁场强度经傅里叶分解后的基波分量幅值和三次谐波分量幅值计算式:

H1=0.92Hm,H3=0.37Hm    (4);

3)分别根据基波、三次谐波条件下的B‑H曲线,以及(4)对傅里叶分解后磁场强度的计算结果,得到牵引变压器磁饱和条件下铁心内磁通密度Bm的表达式:Bm=f50(0.92Hm)+f150(0.37Hm)    (5)其中f50(0.92Hm)和f150(0.37Hm)分别为基波和三次谐波条件下硅钢片B‑H函数关系决定的磁通密度值;

4)根据式(5)及电磁学对有功功耗的定义 得到计及铁心磁饱和的牵引变压器平均涡流损耗Pe计算式:

式中σ为牵引变压器铁心材质的电导率,d为硅钢片厚度。