高频PWM波激励下纳米晶磁环动态磁滞和损耗特性模拟

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作   者：

徐永生;  傅明利;  赵小军;  章轩源;  武欣怡; 

作者机构：

国网上海市电力公司市北供电公司;  南方电网科学研究院有限责任公司;  华北电力大学电气与电子工程学院电力工程系; 

关键词：

趋肤效应;  占空比;  纳米晶材料;  损耗分离;  高频PWM波激励; 

期刊名称：

高电压技术

i s s n：

1003-6520

年卷期：

2024 年 50 卷 010 期

页   码：

4419-4428

摘   要：

为了对高频变压器设计规划提供更为准确的参考，该文提出了一种适用于模拟高频脉冲宽度调制波形(pulse width modulation wave,PWM)激励下纳米晶磁环磁滞特性的动态磁滞模型。首先，基于静态同心磁滞回环簇构建逆Everett函数，实现了通过Preisach模型准确计算静态磁滞损耗及其对应的磁场强度；然后，基于正弦激励下与PWM波激励下的涡流损耗与其对应的涡流场回线所围面积在比值上的一致性，通过对正弦激励下的考虑趋肤效应获得的涡流场表达式进行等效折算，最终获得了PWM波激励下的涡流场表达式，拓宽了正弦激励下涡流场表达式的应用范围。模拟结果显示：所提算法能准确拟合纳米晶材料的磁滞特性且损耗误差均在10%以内。进一步讨论了高频PWM波激励下异常损耗统计参数V与占空比D、频率f的关系，总结了高频PWM波激励下异常损耗对各相关参数的变化趋势，为纳米晶材料在高频PWM波下的应用场景提供了参考。最后，通过将模拟结果与实验测量数据对比，验证了所提出的动态磁滞模型的准确性。