[發明專利]一種對稱/不對稱矩形電壓激勵下磁芯高頻損耗計算方法

在審

• 申請號: 202010719098.1
• 申請日: 2020-07-23
• 公開（公告）號: CN111914413A
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 陳彬
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/367
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 吳思高

1.一種對稱/不對稱矩形電壓激勵下磁芯高頻損耗計算方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1：對稱矩形電壓激勵波形下，磁通密度波形是梯形波，分別推導出梯形波形上升支和下降支磁化速率表達式；

不對稱矩形電壓激勵波形下，磁通密度波形是三角波形，分別推導出三角波形上升支和下降支磁化速率表達式；

步驟2：采用Energetic靜態磁滯模型，計算薄帶狀軟磁材料的靜態磁滯回線以及磁滯損耗W_h；

步驟3：對于對稱矩形電壓激勵情況，根據其對應的梯形波磁化速率表達式，推導出渦流損耗修正系數F_c(D₁)，用于計算對稱矩形電壓激勵波形下渦流損耗P_{c_tra}；

對于不對稱矩形電壓激勵情況，根據其對應的三角形波磁化速率表達式，推導出渦流損耗修正系數F_c(D₂)，用于計算不對稱矩形電壓激勵波形下渦流損耗P_{c_tri}；

步驟4：對于對稱矩形電壓激勵情況，根據其對應的梯形波磁化速率表達式，推導出剩余損耗修正系數F_e(D₁)，用于計算對稱矩形電壓激勵波形下剩余損耗P_{e_tra}；

對于不對稱矩形電壓激勵情況，根據其對應的三角形波磁化速率表達式，推導出剩余損耗修正系數F_e(D₂)，用于計算不對稱矩形電壓激勵波形下剩余損耗P_{e_tri}；

步驟5：根據不同頻率、不同峰值磁密下磁鐵材料在一個磁化周期內的正弦損耗密度，計算出動態損耗參數；

通過上述步驟1-5，實現磁芯高頻損耗的計算。

2.根據權利要求1所述一種對稱/不對稱矩形電壓激勵下磁芯高頻損耗計算方法，其特征在于：所述步驟1中，

①：對稱矩形電壓激勵波形下，磁通密度波形的上升支和下降支磁化速率表達式dB₊/dt和dB_-/dt如下：

式中，T為對稱矩形電壓周期；D₁為對稱矩形電壓的占空比；

峰值磁密與電壓幅值關系如下：

式中，V_m為對稱矩形電壓幅值；B_m為第一峰值磁密；N為繞組的匝數；f為對稱矩形電壓頻率；A_e為磁芯有效截面積；D₁為對稱矩形電壓的占空比；

②：不對稱矩形電壓激勵波形下，磁通密度波形的上升支和下降支磁化速率表達式dB₊’/dt’和dB_-’/dt’如下：

式中，T’為不對稱矩形電壓周期；D₂為不對稱矩形電壓的占空比；

第二峰值磁密B_m’與不對稱矩形電壓幅值V_H和V_L關系如下：

式中，高電平為V_H，低電平為-V_L；B_m’為第二峰值磁密；N為繞組的匝數；f’為不對稱矩形電壓頻率；A_e為磁芯有效截面積；D₂為不對稱矩形電壓的占空比。