[發明專利]一種基于參數修正的電容器組電感估算方法

有效

• 申請號: 202010143199.9
• 申請日: 2020-03-04
• 公開（公告）號: CN111308222B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 何德雨;楊實;周亞偉;呼義翔;曾江濤
• 申請（專利權）人: 西北核技術研究院
• 主分類號: G01R27/26
• 分類號: G01R27/26;G06F30/367
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 王凱敏

1.基于參數修正的電容器組電感估算方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：搭建單元回路充放電實驗裝置

所述單元回路充放電實驗裝置的等效電路包括第一電容器(4)、第二電容器(5)、正充電電源(1)、負充電電源(2)、觸發電極開關(3)、測量端連接板(8)、充電端連接板(9)和羅氏線圈(7)；

第一電容器(4)的一端通過正充電支路保護電阻(10)與正充電電源(1)的輸出相連，第一電容器(4)的另一端通過測量端連接板(8)、放電回路等效電阻(6)與第二電容器(5)的一端相連，第二電容器(5)的另一端通過負充電支路保護電阻(11)與負充電電源(2)的輸出相連；觸發電極開關(3)通過充電端連接板(9)設置在正充電電源(1)與負充電電源(2)之間；羅氏線圈(7)環繞在測量端連接板(8)外；

第一電容器(4)和第二電容器(5)相對并排設置構成電容器組，第一電容器(4)和第二電容器(5)之間設置有多個絕緣材料制成的隔板，通過改變所述隔板的數量，可控制第一電容器(4)和第二電容器(5)之間的間距在5mm～30mm變化；

步驟2：向電容器組充電

向第一電容器(4)和第二電容器(5)施加充電電壓，從0開始逐漸提升充電電壓至觸發電極開關(3)的間隙放電導通；

步驟3：獲取電容器組的實測電感L_C

將第一電容器(4)與第二電容器(5)之間的間距從5mm逐級調至30mm，分別開展至少四組不同間距下的實驗，每組實驗測試N個電流波形作為數據樣本，計算每組實驗的電容器組電感平均值作為該組實驗的實測電感L_C；N≥10；單組實驗的電容器組實測電感L_C的獲取方法為：

3.1)采用Maxwell仿真計算充電端連接板(9)的回路電感L_A、測量端連接板(8)的回路電感L_B，估算觸發電極開關(3)處的火花通道電感L_D≈14x，單位nH；x為火花通道距離，單位cm；

3.2)用羅氏線圈和示波器測量N次，測出單元回路的N個電流波形，分別讀取電流振蕩周期以及前兩個波峰峰值和時間點，從而推算出N次測試得到的單元回路的總回路電感分別為L_m1,L_m2,...,L_mN；

3.3)計算當前組實驗的電容器組的電感分別為：

L_C1＝L_m1-(L_A+L_B+L_D),

L_C2＝L_m2-(L_A+L_B+L_D),

…

L_CN＝L_mN-(L_A+L_B+L_D)；

3.4)計算當前組實驗的實測電感L_C：

步驟4：計算電容器組電感的等效計算值L_f

根據帶狀傳輸線電感的理論計算公式：并令

其中：l為帶狀傳輸線長度，w為帶狀傳輸線寬度，d為帶狀傳輸線內側間距，μ₀為真空磁導率；

在上述公式中，假設將電容器組等效為位于中間層的平板，則d＝h+j，其中h為單個電容器的高，j為兩個電容器之間的間距；按上述公式計算得到步驟3中所述至少四組不同間距下電容器組電感的等效計算值為L_f；

步驟5：獲取電容器厚度的修正系數α

根據步驟3中所述至少四組實驗得到的實測電感L_C與步驟4得到的相應的電容器組電感的等效計算值L_f進行對比擬合，經過試湊，得到第一電容器(4)和第二電容器(5)的電感估算誤差絕對值在設計精度要求以內時，電容器厚度的修正系數α；

步驟6：計算修正后的電容器組電感L′_f

將d＝αh+j帶入所述帶狀傳輸線電感的理論計算公式，求解修正后的電容器組電感L′_f。