[發(fā)明專利]測量變壓器鐵心BH曲線和局部損耗的裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610246186.8
• 申請日: 2016-04-19
• 公開（公告）號: CN105738842B
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙志剛;趙捷;劉慧敏;史文軍;戎靜怡
• 申請（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01R33/12
• 分類號: G01R33/12
• 代理公司: 天津翰林知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12210
• 代理人: 李濟群;付長杰

1.一種測量變壓器鐵心BH曲線和局部損耗的裝置，包括可拆卸木質(zhì)夾具及激勵線圈和測量線圈，鐵心為四條直臂構(gòu)成的矩形，其特征在于該裝置還包括若干數(shù)量的局部B測量線圈及H測量線圈，在鐵心相鄰的兩條直臂上貼有所述的H測量線圈，在鐵心上，對應(yīng)貼有H測量線圈的位置處，纏繞局部B測量線圈；然后，激勵線圈和測量線圈并排繞制在整個鐵心上，繞制好各線圈的鐵心通過可拆卸木質(zhì)夾具夾住固定；所述局部B測量線圈采用線徑為0.1-0.3mm的漆包線，緊密繞制10-25匝；H測量線圈采用雙層結(jié)構(gòu)，用線徑為0.03-0.06mm的自粘漆包線繞制在環(huán)氧樹脂基板上制成。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量變壓器鐵心BH曲線和局部損耗的裝置，其特征在于所述裝置還包括支架，所述支架由絕緣材料制成，橫截面為矩形，支架的形狀尺寸與鐵心的形狀尺寸相匹配，貼有H測量線圈的鐵心插入支架內(nèi)，激勵線圈和測量線圈并排均勻繞制在支架的外表面上，局部B測量線圈繞制在支架上并位于激勵線圈和測量線圈的內(nèi)部。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量變壓器鐵心BH曲線和局部損耗的裝置，其特征在于鐵心的四條直臂上均貼有H測量線圈。

4.一種測量變壓器鐵心BH曲線和局部損耗的方法，使用權(quán)利要求1或2所述裝置，包括以下步驟：

①測量鐵心BH曲線

選取一組局部B測量線圈和H測量線圈，分別連接信號采集器，激勵線圈接電源，信號采集器直接采集一組局部B測量線圈和H測量線圈的感應(yīng)電壓信號，通過對該感應(yīng)電壓信號按照式(3)和式(4)進(jìn)行積分計算，得到鐵心中的B曲線和H曲線，即可繪制出對應(yīng)的鐵心BH曲線；

H = 1 μ 0 N H S H ∫ U H d t - - - ( 3 ) ]]>

B = 1 N B S B ∫ U B d t - - - ( 4 ) ]]>

其中，μ0是真空磁導(dǎo)率值為4π×10-7(H/m)，NH是H測量線圈的匝數(shù)，NB是局部B測量線圈的匝數(shù)，SH是H測量線圈的截面積，SB是鐵心的截面積；

②測量局部損耗

將鐵心相鄰的兩條直臂按照H測量線圈所在位置進(jìn)行區(qū)域劃分，得到若干直臂小區(qū)域和拐角區(qū)域，并對直臂小區(qū)域進(jìn)行編號，對直臂小區(qū)域采用局部均勻化方法計算磁場強度H，測量得到直臂小區(qū)域中心的BH曲線，根據(jù)波印廷定理，計算得到鐵心在直臂小區(qū)域的比總損耗為：

P s = 1 Tρ m ∫ 0 T H d B - - - ( 5 ) ]]>

其中Ps是鐵心的比總損耗，磁性材料測量需要得到的材料屬性；ρm是鐵心的密度，T是一個周期的時間，H和B是對應(yīng)區(qū)域的磁場強度和磁場密度；

A.計算直臂小區(qū)域局部損耗鐵心直臂小區(qū)域的損耗為：

P N = S N L N ρ m P S N - - - ( 6 ) ]]>

其中N是鐵心直臂小區(qū)域的編號，PN是鐵心直臂小區(qū)域的損耗，S是鐵心直臂小區(qū)域的有效截面積，PSN是第N個小區(qū)域的比總損耗，由式(5)計算得到，LN是第N個小區(qū)域的長度；

B.計算總損耗通過功率分析儀測量激勵電流I1和測量電壓U2，按照式(7)得到總損耗P，

P＝I1U2(7)；

C.計算拐角區(qū)域損耗

纏繞局部B測量線圈的相鄰兩條直臂和另外兩條直臂上的磁通是對稱的，四個拐角的磁通分布是相同的，可根據(jù)式(8)求得單個拐角區(qū)域損耗：

P C = P - 2 ( P 1 + P 2 + ... + P N ) 4 - - - ( 8 ) ]]>

其中PC是單個拐角處的拐角區(qū)域損耗，P1+P2+…+PN是兩條直臂小區(qū)域上局部損耗的總和。