[发明专利]激励条件可控的变压器叠片铁心磁性能试验方法及平台

权利要求书

1.一种激励条件可控的变压器叠片铁心磁性能试验平台，其特征在于：包括依次连接的调压器（1）、可编程变频器（2）、LC滤波器（5）、产品级变压器铁心叠片模型（6）和功率分析仪（9）；可编程变频器（2）包含整流模块（3）和逆变模块（4），产品级变压器铁心叠片模型（6）包含铁心模型励磁线圈（7）和铁心模型测量线圈（8）；调压器为可编程变频器的输入端口提供交流供电电压，由计算机控制可编程变频器输出所需要的等幅不等宽的脉冲电压，该脉冲电压经LC滤波器后得到所需的任意电压波形，将LC滤波器滤波后的波形作为产品级变压器铁心叠片模型的激励电压进行试验；若要产生PWM激励条件，将LC滤波器去除后，直接由可编程变频器为产品级变压器铁心叠片模型供电。

2.一种激励条件可控的变压器叠片铁心磁性能试验方法，其特征在于包含如下步骤：

①首先搭建试验平台，依次连接的调压器（1）、可编程变频器（2）、LC滤波器（5）、产品级变压器铁心叠片模型（6）和功率分析仪（9）；可编程变频器（2）包含整流模块（3）和逆变模块（4），产品级变压器铁心叠片模型（6）包含铁心模型励磁线圈（7）和铁心模型测量线圈（8）；

②由调压器为可编程变频器的输入端口提供交流供电电压，该交流电压经过可编程变频器的整流模块（3）后得到相应的直流电压；

③按照下面公式（1）在可编程变频器中设置好希望输出的任意电压波形U_out（V），由计算机控制可编程变频器的逆变模块输出与所设定的电压波形U_out（V）相对应的等幅不等宽的脉冲电压，该脉冲电压中除了含有希望输出的电压波形的谐波成分外，还含有较高的高次谐波，高次谐波是指高于希望输出的电压波形的谐波；

公式（1）表示为：

式中： U_DC为直流电压；U₁为基波电压幅值；k_n为谐波电压幅值占基波的百分比；n为谐波次数； UDCU1kn为谐波相位；

④采用LC滤波器（5）滤除可编程变频器输出中多余的高次谐波成分，即得到了希望输出的任意电压波形，将该电压波形作为产品级变压器铁心模型的励磁电压，加载到铁心模型励磁线圈（7）；

⑤采用精密的功率分析仪（9）测量铁心模型测量线圈（8）的感应电压E（V），测量铁心模型励磁线圈的励磁电流I（A）以及铁心损耗；

⑥将测得的感应电压E（V）和励磁电流I（A）代入下面计算公式（2）与（3），得到铁心叠片模型的磁通密度B（T）与磁场强度H（A/m）；

公式（2）与（3）表示为：

式中：N为测量线圈匝数；S为铁心截面积；L为铁心等效磁路长度；

⑦调整交流供电电压幅值，重复步骤②③④⑤⑥，得到不同磁密幅值作用下叠片铁心的比损耗曲线。