[发明专利]低频变频电源测量铁磁元件伏安特性的试验方法和补偿计算方法

权利要求书

1.低频变频电源测量铁磁元件伏安特性的补偿计算试验方法，其特征是：

(1)建立了低频电源测量铁磁元件伏安特性的一种数学模型，这一模型将铁磁元件的电磁关系用一个电路表达，该电路由铁芯主感抗jωL_m、铁芯涡流损耗等效电阻R_E、铁芯磁滞损耗等效电阻R_H的并联阻抗和绕组直流电阻R_ct串联组成；I_E是铁芯涡流损耗的等效电流，I_H是铁芯磁滞损耗的等效电流，I_m是通过主感抗的感性电流，U是试验时施加于绕组上的端电压，I_ex是励磁电流；这一模型忽略了绕组漏抗，充分考虑了绕组直流电阻、铁芯磁滞损耗、涡流损耗的影响，在该电路上建立的数学模型其计算方程式为：

(2)在试验时的电源频率下测量有功功率P、端电压U、励磁电流I_ex、绕组直流电阻R_ct；计算绕组直流电阻的压降U_Rct＝I_exR_ct，通过功率三角形，计算其中S＝UI_ex；运用三角函数中的余弦定理计算绕组感应电势E；用绕组感应电势按公式E’＝Ef_n/f_x进行频率换算，能够消除绕组直流电阻对低频试验结果的影响；

(3)试验时采用变频电源，至少在两个不同频率下测量两个点的有功功率P、端电压U、励磁电流I_ex、绕组直流电阻R_ct；按计算绕组感应电势，按P_铁损＝P-R_ctI_ex²计算试验频率下的铁损，根据公式P_铁损＝(K_E+K_H/f)E²列立两个独立方程式，式中f为试验时的电源频率，解析该方程组得到两个比例常数K_E、K_H，这两个常数决定了不同频率和绕组感应电势下铁磁元件的铁损；

(4)运用公式E’＝Ef_n/f_x计算出额定频率下的绕组感应电势E’，E是试验时的电源频率下的绕组感应电势，f_x是实测频率，单位Hz，f_n是额定频率，单位Hz；

(5)运用公式I_p＝P_铁损/E、计算得到试验时的电源频率下励磁电流的阻性分量和通过主感抗的感性电流分量，分别是I_p、I_m；

(6)运用公式I_p’＝(K_Ef_n+K_H)E/f_x、计算得到额定频率下的励磁电流I_ex’；

(7)运用公式计算得到额定频率下的绕组端电压U’；

可见试验时的电源频率下测得的有功功率P、绕组端电压U、励磁电流I_ex、绕组直流电阻R_ct，可根据上述方法换算得到额定频率下的绕组端电压、励磁电流，分别为：采用上述补偿计算试验方法，能够对低频试验中铁磁元件的铁损、直流电阻的影响进行补偿，使低频试验数据经补偿计算后与额定频率实测结果具有良好的一致性。