[發(fā)明專利]導(dǎo)電外殼中雙絞線寄生電容和電導(dǎo)的提取方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810566383.7
• 申請(qǐng)日: 2018-06-05
• 公開（公告）號(hào): CN108829963B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫亞秀;王建麗;錢軍竹;林蒙;張銘;宋文良;梁非
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.導(dǎo)電外殼中雙絞線寄生電容和電導(dǎo)的提取方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：建立雙絞線近似周期交替反轉(zhuǎn)模型，導(dǎo)線被兩層不同介質(zhì)包圍，第一層為絕緣層，第二層為自由空間；獲取雙絞線內(nèi)導(dǎo)體半徑為r_w、絕緣層外半徑為r_m、導(dǎo)電外殼內(nèi)半徑為r_s、絕緣層磁導(dǎo)率μ、絕緣層介電常數(shù)ε、有耗絕緣層損耗角δ、導(dǎo)線間的角度為θ_ij；

步驟2：提取每層介質(zhì)區(qū)域電感矩陣L(INSUL)和L(FS)；

對(duì)于導(dǎo)線被圓形絕緣介質(zhì)包圍的情況，有μ＝μ₀，μ₀為自由空間磁導(dǎo)率，因此單位長(zhǎng)度電感不受非均勻介質(zhì)的影響，即與置于自由空間中的情形相同；將自由空間中、絕緣層中單位長(zhǎng)度電感矩陣分別定義為L(zhǎng)(FS)、L(INSUL)，使用鏡像法來(lái)求取導(dǎo)線間寄生電感，導(dǎo)電外殼位于殼中心半徑方向上處的鏡像電流代替，d_i為第i根導(dǎo)線中心與外殼中心軸線間的距離；

絕緣介質(zhì)中單位長(zhǎng)度自電感和單位長(zhǎng)度互電感為：

其中，s₁為導(dǎo)線i中心到導(dǎo)線j絕緣層外層A點(diǎn)的距離；s₂為導(dǎo)線i的鏡像中心到導(dǎo)線j絕緣層外層A點(diǎn)的距離；s_ij為導(dǎo)線i中心到導(dǎo)線j中心的距離；s″為導(dǎo)線i的鏡像中心到導(dǎo)線j中心的距離；

自由空間中單位長(zhǎng)度自電感和單位長(zhǎng)度互電感為：

其中，s′₁為導(dǎo)線i中心到理想導(dǎo)電外殼B點(diǎn)的距離；s′₂為導(dǎo)線i鏡像中心到理想導(dǎo)電外殼B點(diǎn)的距離；

由l_ii(INSUL)、l_ij(INSUL)得到絕緣層中單位長(zhǎng)度電感矩陣L(INSUL)；由l_ii(FS)、l_ij(FS)得到自由空間中的單位長(zhǎng)度電感矩陣L(FS)；

步驟3：提取每層介質(zhì)區(qū)域復(fù)電容矩陣和C(FS)；

將絕緣層、自由空間中的單位長(zhǎng)度復(fù)電容矩陣分別定義為C(FS)；若介電常數(shù)為實(shí)的，電容就為實(shí)的，反之，為復(fù)數(shù)；

L(FS)C(FS)＝μ₀ε₀E(n)

其中，E(n)為n階單位矩陣；為絕緣層復(fù)介電常數(shù)；ε₀為自由空間介電常數(shù)；

步驟4：因?yàn)樵趦蓚€(gè)介質(zhì)接觸面，即表面r＝r_m處是等勢(shì)面，所以總復(fù)電容可看作每個(gè)區(qū)域復(fù)電容的串聯(lián)；由總復(fù)電容提取單位長(zhǎng)度凈電容C和凈電導(dǎo)矩陣G；