基于神经网络结合遗传算法的Jiles-Atherton磁滞模型参数计算

根据改进的Jiles-Atherton磁滞数学模型,提出了一种实用的磁滞模型参数的提取方法,即基于神经网络结合遗传算法的方法,通过神经网络训练拟合寻优函数,以及遗传算法极值寻优,而得到Jiles-Atherton磁滞模型的5个常规参数。计算证明,应用本文方法的计算参数得到的磁滞回线与实验磁滞回线相吻合。     

变压器铁芯磁滞回线模型参数辨识

利用MATLAB遗传算法工具箱,由实验测得的磁滞回线,将模型参数分为2组,分别通过磁滞回线饱和特性和损耗特性的方法,对Jiles-Atherton（J-A）模型中的5个模型参数进行了辨识,并应用具体实例对该方法的有效性进行了仿真验证。仿真结果表明,所提方法能较好拟合磁滞回线。     

变压器铁心磁滞模型参数辨识

针对描述铁心磁滞特性的Jiles-Atherton模型中参数确定较难问题,通过找出各参数对磁滞回线特征量的影响规律,确定各参数比较合理的拟合初始值。参数采用逐个优化算法,以实验获取的磁滞回线与计算得到的磁滞回线之间的均方误差最小值作为优化目标,并以2者之间的均方误差反馈控制每个参数的优化启动、优化停止及变化百分比,从而得到一组最佳逼近的Jiles-Atherton模型参数。研究结果表明该算法简单实用。通过拟合数据与理论数据、实际硅钢片数据及实验数据的对比,验证了该算法的正确性和有效性。     

低频叠加PWM波复合励磁下磁心损耗的测量与模型

针对功率因数校正电路(PFC)和逆变器等的应用,分析低频和PWM波复合励磁工况下磁心损耗的特点,提出一种可独立控制低频和高频磁通密度分量,并能获得两种分量磁心损耗的测量方案。通过测量该工况下的动态磁滞回线,深入研究了各个高频周期的动态磁滞回线状态,得出了励磁和去磁过程中高频周期内低频和高频损耗分量面积的计算公式,从而实现了低频和高频损耗分量的分离和模型的建立。最后,通过实验验证了模型的准确性。     

基于局部磁滞回线斜率的变压器铁心剩磁估算

利用Jiles-Atherton (JA)模型研究铁心的磁滞特性,并将剩磁点附近的局部磁滞回线线性化,得到剩磁与局部磁滞回线斜率的关系特性;并通过试验验证了该方法的可行性。     

适用于电动汽车的SiC MOSFET PSpice仿真模型研究

为了基于PSpice电路对电动汽车DC/DC变换器中的碳化硅(SiC)MOSFET的工作特性进行实时准确地仿真,针对SiC MOSFET提出了一种新型的电压控制电流源型VCCST(voltage-controlled current source type)PSpice仿真模型。首先,为了获得SiC MOSFET准确的静态特性建立了电压控制电流源作为SiC MOSFET的内核,以描述SiC MOSFET的转移特性和输出特性;然后,为了获得SiC MOSFET准确的动态特性,建立了基于电压控制电流源与恒定电容的栅漏电容(CGD)子电路模型,所提SiC MOSFET VCCST PSpice模型在简化参数提取方法的同时,能够满足模型准确性的要求;最后,建立的SiC MOSFET VCCST PSpice模型应用于Boost变换器进行仿真和实验,并对SiC MOSFET的特性进行测试。测试结果验证了所提SiC MOSFET VCCST PSpice仿真模型的准确性和实时性,从而为SiC MOSFET在电动汽车DC/DC变换器中的设计和应用提供了便利。     

J-A模型误差修正和温度特性仿真

Jiles-Atherton(J-A)模型在磁滞建模领域应用广泛,但其二次磁滞回线仿真结果误差较大且无法仿真磁滞回线温度特性。为建立精确并反映温度特性的磁滞回线模型,提出了J-A模型误差修正和温度特性仿真方法。通过修正模型参数提高二次磁滞回线仿真准确度,同时引入居里温度、临界指数等附加参数,实现了对磁滞回线温度特性的仿真。最后以硅钢片为例介绍了建模过程并进行了实验验证,仿真与实验结果吻合,证明了方法的有效性。     

基于改进粒子群算法的电流互感器J-A模型参数辨识

在应用Jiles-Atherton(J-A)磁滞模型对电流互感器的磁滞回线进行分析时,需对J-A磁滞模型中5个关键参数进行精确识辨。针对目前辨识方法存在的计算时间长和寻优能力差等问题,提出了一种改进的粒子群算法对J-A磁滞模型中的关键参数进行辨识。该算法将遗传选择策略引入到粒子群算法中,通过增加粒子群的多样性来提高了算法全局搜索能力,从而提高J-A磁滞模型关键参数辨识的准确度。文中对比分析了所提改进算法(GSS-PSO)与其他智能算法对J-A磁滞模型的关键参数辨识速度与准确度。结果表明,改进的算法得到的磁滞回线与实测磁滞回线的误差最小,且识别效率较高,证明了该算法在J-A磁滞模型参数辨识中的准确性和有效性。     

基于R-L分数阶导数的动态J-A磁滞模型及其特征参数辨识算法

在高频、直流偏磁等非标准磁化条件下,电力变压器的铁心损耗显著增加,造成其性能恶化。为实现对高频、直流偏磁下铁磁材料动态磁滞特性与损耗的准确模拟,该文首先在静态J-A模型中引入直流磁密,推导得到适用于描述直流偏磁条件下铁磁材料磁滞特性的静态J-A修正模型;然后引入R-L型分数阶导数对高频条件下涡流场及涡流损耗表达式进行改进,考虑涡流与剩余损耗对高频条件下磁化物理机制的影响,建立动态J-A模型;最后引入模拟退火算法,以损耗计算值与实测值之间的均方根误差最小化作为优化算法的目标函数,辨识模型中阻尼系数与分数阶导数阶次的全局最优值。将动态J-A模型模拟的磁滞回线和损耗与实验数据进行对比,结果表明:对高频磁场叠加直流偏磁条件下磁滞回线面积模拟误差绝对值为7.84%,损耗预测的平均绝对误差为7.35%,验证该文所提方法的准确性。     

试论PSpice中宏模型的类型

介绍了宏模型的的概念和特点,对PSpice中几种典型的宏模型类型分别进行了阐述,最后总结指出宏模型是电路建模发展的新趋势。     

Magnetic Circuit Model Considering Magnetic Hysteresis

Quantitative estimation of core loss considering magnetic hysteresis property is strongly required to develop high‐efficient electrical machines. This paper presents a novel magnetic circuit model considering magnetic hysteresis. In the proposed model, dc hysteresis loss is calculated by the Landau–Lifshitz–Gilbert (LLG) equation, while classical and anomalous eddy current losses are calculated in the magnetic circuit. It is demonstrated that the hysteresis loop under PWM wave excitation can be expressed by the proposed model. The validity and effectiveness of the method are proved by comparing with measured values.     

超磁致伸缩致动器的磁滞非线性动态模型

超磁致伸缩致动器的输入磁场与输出应变存在着磁滞非线性。为了控制及使用致动器，必须建立其准确的数学模型。该文基于Jiles—Atherton磁滞模型、二次畴转模型、非线性压磁方程和致动器结构动力学原理，建立了超磁致伸缩致动器的磁滞非线性动态模型。应用该模型对致动器的输出应变进行计算，计算结果与实验结果符合较好，验证了模型的正确性和实用性。     

考虑铁磁磁滞的变压器励磁涌流仿真分析

提出了一种考虑铁芯铁磁磁滞的变压器电磁暂态模型,并对变压器空载合闸时的励磁涌流现象进行了仿真研究。基于目前工程中应用较为广泛的Jiles-Atherton铁磁磁滞原理建立铁芯磁滞磁化曲线模块,通过设置适合的参数计算得到了与实际测量值较为吻合的 B-H曲线;通过分析单相三绕组变压器铁芯绕组结构及其电路模型,得到其电磁暂态计算模型;通过分析三相五柱式变压器磁路结构并利用对偶性原理,得到了其暂态计算分析模型。利用所建立的暂态计算模型对单相三绕组变压器的励磁涌流现象进行了仿真研究,仿真计算结果与实际试验测量结果的对比证明所提出的暂态计算模型的正确性和有效性;同时也对三相变压器组和三相五柱式变压器空载合闸时的励磁涌流进行了仿真计算,仿真结果证明所提出的暂态计算模型能够准确地分析变压器空载合闸时的励磁涌流现象。     

基于对偶性原理的三相多芯柱变压器暂态模型

提出了一种基于对偶性原理的三相多芯柱变压器暂态模型；通过分析三相多芯柱变压器磁路模型并应用对偶性原理，建立了考虑电路与磁路耦合的变压器暂态计算模型，采用Jiles-Atherton铁磁磁滞模型来描述铁心模块的饱和以及磁滞效应，而涡流和杂散损耗用一个等值电阻替代，零序磁通用一个线性电感以及反映其涡流损耗的电阻代替；该模型可以计算分析直流偏磁和空载合闸等情况下变压器励磁电流以及铁心磁通等电气参数；算例分析结果与实验结果的对比证明了该模型的准确性。     

磁环抑制GIS中特快速暂态过电压的模拟试验和仿真

封闭式组合电器（GIS）中隔离开关操作空载短母线时产生的特快速暂态过电压（VFTO）有可能在GIS及其相连设备引起故障，已有的VFTO抑制方法存在种种不足，文中提出采用磁环抑制GIS中的VFTO。模拟试验证明磁环可以有效抑制VFTO。考虑磁环的饱和、滞回、损耗特性，应用Jiles—Atherton模型对磁环仿真，模拟试验电路的仿真结果和试验结果基本符合，验证了模型的正确性。对磁环磁化过程的分析表明，磁环在动态磁化过程中储存和消耗了行波能量，从而降低了VFTO的幅值、加速了VFTO的哀减、降低了VFTO的陡度。应用这一模型计算了大亚湾电站GIS系统中加入磁环前后的VFTO，结果表明磁环对VFTO有明显抑制作用。     

基于谐振逆变电路的纳米晶材料高频测量系统研究

针对纳米晶材料高频磁滞回线和损耗测量受到仪器带宽和额定功率限制的问题,设计了一种新型高频测量系统。该系统采用直流电源搭配推挽谐振逆变电路代替传统的函数信号发生器加功率放大器,通过调节电路元件以调整谐振频率从而实现1 kHz-10 kHz频段的频率调节,具有传输功率高、效率高、谐振频率连续可调等特点。利用PSCAD仿真软件研究了逆变电路的各项功能。研制了测量系统并实测了10 kHz时纳米晶磁环的磁滞回线和损耗曲线。通过将该测量系统与传统的测量平台进行小容量的模型实测对比,测量系统误差为3.3%,证明了所研制的测量系统具有较高精确度。     

基于神经网络磁滞模型的MCR偏磁特性研究

为了研究直流偏磁工作条件下磁阀式可控电抗器(MCR)的磁滞回线及输出电流的特性,根据MCR在直流偏磁工作条件下的实验数据,建立BP神经网络磁滞模型,得到磁滞回线。将MCR的电路与磁路耦合,得到绕组的输出电流。与实验波形对比,基本吻合。表明了该模型的正确性,为研究磁控电抗器的偏磁性能提供了有效方法。