[發明專利]諧波電流激勵下降低感性電路阻抗值的方法

在審

• 申請號: 201710251785.3
• 申請日: 2017-04-18
• 公開（公告）號: CN106992765A
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 趙志剛;郭瑩;史文軍;劉佳;楊凱;劉福貴
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: H03H7/38
• 分類號: H03H7/38
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙)12210
• 代理人: 王瑞,張國榮

技術領域

本發明涉及電磁學領域，具體是諧波電流激勵下降低感性電路阻抗值的方法。

背景技術

近年來，隨著電力電子技術的不斷發展，一些裝置器件在拓寬電能應用，提高用電效率的同時，也給電力系統帶來了嚴重的諧波污染，在諧波激勵下電磁裝置的損耗、溫升、噪聲現象顯著增加，直接影響其安全運行。因此，精確地測量和模擬諧波激勵下鐵磁材料的磁性能，分析和計算諧波激勵條件下電磁裝置的磁場以及損耗分布，對電磁產品的設計和結構優化以及電網的安全運行具有重要的工程意義和應用前景。

在進行諧波電流激勵下的雜散損耗實驗時，激勵線圈需要通入諧波電流，作為激勵源。現階段實驗室中諧波電流需要由信號發生器與功率放大器組合而成的諧波電源提供，即信號發生器產生所需的諧波信號，經功率放大器放大后為實驗設備提供諧波電源。由于功率放大器的電源容量是有限的，若要提高功率放大器的輸出能力，需要降低實驗電路的阻抗。正弦激勵下對實驗電路進行阻容匹配是容易實現的，由于電容與激勵線圈串聯，電流相同，電容電壓滯后電流90°，電感電壓超前電流90°，因此電容電壓與電感電壓正好反向，可以相互抵消，當電容器的容抗與激勵線圈的感抗相等時，即實驗電路的阻抗值最低，這樣大大提高了功率放大器的輸出能力。在不同頻率下，需匹配的容抗值不同，因此找到一個在諧波電流激勵一定的情況下，使實驗電路中電壓最小的阻抗值，即在諧波激勵下實現阻容匹配較為復雜。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明擬解決的技術問題是，提供諧波電流激勵下降低感性電路阻抗值的方法。該方法在功率放大器電源容量一定的情況下，通過在感性電路上串聯諧振電容來降低電路阻抗值，提高功率放大器的輸出能力，同時提高電壓穩定性。

本發明解決所述技術問題的技術方案是，提供諧波電流激勵下降低感性電路阻抗值的方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

第一步，測量感性電路的電阻值R₀與電感值L₀：

連接感性電路，用RLC測量儀測量感性電路的電阻值R₀與電感值L₀；

第二步，設定諧波電流i_t：

設定諧波電流i_t，

式中，I_k表示k次諧波電流的有效值，ω₀表示k＝1時諧波電流的角頻率，θ_k表示k次諧波的初相位；

第三步，求感性電路兩端電壓：

在諧波電流激勵下，感性電路兩端的電壓為：

式中，I_k表示k次諧波電流的有效值，ω₀表示k＝1時諧波電流的角頻率；

第四步，求出諧振電容的電容值c：

在感性電路上串聯諧振電容后，電路兩端電壓變為：

式中，c表示諧振電容的電容值；

將式(3)兩端平方，得到：

當U²最小時，求出此時諧振電容的電容值c；

第五步，諧波電流激勵下降低感性電路阻抗值的方法：

將上述第四步得到相應電容值c的諧振電容串入上述第一步的感性電路中，在功率放大器電源容量一定的情況下，得到使感性電路中電壓最小時的阻抗值。

與現有技術相比，本發明有益效果在于：

(1)采用諧波激勵下感性電路的阻容匹配方法，在功率放大器電源容量一定的情況下，可克服實驗室自身條件限制；

(2)提高功率放大器輸出能力，同時提高電壓穩定性；

(3)相比之前，可更好地進行試驗研究，得到更多試驗數據，從而為試驗結論奠定堅實的基礎。

具體實施方式

下面給出本發明的具體實施例。具體實施例僅用于進一步詳細說明本發明，不限制本申請權利要求的保護范圍。

本發明提供了一種諧波電流激勵下降低感性電路阻抗值的方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

第一步，測量感性電路的電阻值R₀與電感值L₀：

連接感性電路，用RLC測量儀測量感性電路的電阻值R₀與電感值L₀；

第二步，設定諧波電流i_t：

為了計算雜散損耗，設定諧波電流i_t，