基于磁控电抗器铁芯的磁滞回线拟合

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用示波器观察铁磁材料的动态磁滞回线_试验报告

用示波器观察铁磁材料动态磁滞回线【摘要】铁磁材料按特性分硬磁和软磁两大类，铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线，反映该材料的重要特性。

软磁材料的矫顽力H小于100A/m，常用做电机、电力变压器的铁芯和电 c子仪器中各种频率小型变压器的铁芯。

磁滞回线是反映铁磁材料磁性的重要特征曲线。

矫顽力和饱和磁感应强度B s、剩磁B r P等参数均可以从磁滞回线上获得.这些参数是铁磁材料研制、生产、应用是的重要依据。

【关键词】磁滞回线示波器电容电阻Bm Hm Br H【引言】铁磁物质的磁滞回线能够反映该物质的很多重要性质。

本实验主要运用示波器的X 输入端和Y 输入端在屏幕上显示的图形以及相关电阻箱（两个），电容（3-5微法），数字万用表，示波器，交流电源，互感器。

【实验原理】铁磁物质是一种性能特异，用途广泛的材料。

铁、钻、镍及其众多合金以及含铁的氧化物（铁氧体）均属铁磁物质。

其特征是在外磁场作用下能被强烈磁化，故磁导率〃很高。

另一特征是磁滞，即磁化场作用停止后，铁磁质仍保留磁化状态，图1为铁磁物质的磁感应强度B与磁化场强度H 之间的关系曲线。

图中的原点O表示磁化之前铁磁物质处于磁中性状态，即B=H = O，当磁场H从零开始增加时，磁感应强度B随之缓慢上升，如线段oa所示，继之B随H迅速增长，如ab所示，其后B的增长又趋缓慢，并当H增至H S时，B到达饱和值B S，0abs称为起始磁化曲线。

图1专业资料值得拥有表明，当磁场从H S 逐渐减小至零，磁感应强度B 并不沿起始磁化曲线恢复到“O”点，而是沿另一条新的曲线SR 下降，比较线段OS 和SR 可知，H 减小8相应也减小，但B 的变化滞后于H 的变化，这现象称为磁滞，磁滞的明显特征是当H = O 时，B 不为零，而保留剩磁Br 。

当磁场反向从0逐渐变至一H D 时，磁感应强度B 消失，说明要消除剩磁，必须施加反向磁场，H D称为矫顽力，它的大小反映铁磁材料保持剩磁状态的能力，线段RD 称为退磁曲线。

兹控电抗器的试验研究

ＲａｃｅｅｒＤｓｇｓｈ＆ｅｉｎ研究与设计
变频网ｗｗｗ．ｈｎａａｐｎ．ＯｃｉｂｉｎｉＣｒｎ
磁控电抗器的试验研究
何绍洋汉湘张忠学程
（．东工业大学自动化学院电力工程系，东广州５００）１广广１０６
着电抗器技术的不断完善，对其的试验研究越来越重要，将
直接指导磁控电抗器的优化设计和应用前景。磁控电抗器
通过改变铁芯中的磁通量来实现等效电感的改变，并满足需要电抗值可变的高电压等级电力应用或电能质量控制的要求。它的最大特点是能够利用较小电压等级的开关器件
和这两个控制绕组的影响（约占每柱铁芯绕组的２％左右）可以近似地认为这两个电流的幅值是相同的；，经过
１０８。后，旱已关断，Ｔ并通过二极管Ｄ续流，此时再触发Ｔ，同样会形成相同方向的ｆ和２则阢Ｏ））两个闭合回路电
流。由于４个绕组的等效电感Ｌ非常大，具有很强的恒流特性．因而能保证直流电流的稳定。这种结构不论是在电
所有表计或探头均采用了１Ｖ的交流电压互感器和交流０ｋ电流互感器，以方便４０Ｖ测量设备的使用。０正是由于交流电压和交流电流互感器的存在，使得电抗器支路电流中本应含有的直流量却无法反映出来，因此，下一节的试验在波形中均不存在直流分量。
（２）
ｄ』＋ｔ，盟／＝（Ｏ一
表路和支１
２的交流电流分量。显然，电流）相中是不包含直流分量
＝（・』）ｆ一（＋｝・号出

基于磁性材料测试仪器的磁滞回线测量与分析

基于磁性材料测试仪器的磁滞回线测量与分析磁滞回线是磁性材料在外加磁场作用下产生的磁化强度与磁场强度之间的关系曲线。

通过测量和分析磁滞回线，我们可以了解磁性材料的磁性能，包括饱和磁化强度、剩余磁化强度、矫顽力等参数。

而基于磁性材料测试仪器进行磁滞回线的测量与分析，可以帮助我们更加详细地了解磁性材料的特性和应用。

1. 磁滞回线测量原理与方法磁滞回线测量是通过给不同磁场强度的磁性材料施加外加磁场，测量材料在不同磁场强度下的磁感应强度或磁化强度。

磁性材料测试仪器通常采用霍尔效应、电极电流法或电阻测量法等方法来实现磁滞回线的测量。

其中，霍尔效应方法利用霍尔元件对磁场的敏感性测量磁滞回线。

该方法通过在样品上放置霍尔元件，利用霍尔元件测量磁感应强度，并通过外部磁场的变化来获取磁滞回线的数据。

电极电流法是根据毛细管电势差原理来测量磁滞回线的一种方法。

在测试仪器中，通过在样品上放置电极，施加电流并测量电势差来获取磁滞回线的数据。

电阻测量法则是利用材料内部磁化产生的磁场在电阻上引起的电阻变化来测量磁滞回线。

利用测试仪器中的电阻测量设备，可以获取磁滞回线的数据。

2. 磁滞回线测量参数的分析磁滞回线测量仪器测量得到的数据可以用来分析磁性材料的性能及应用。

常见的磁滞回线参数包括饱和磁化强度、剩余磁化强度、矫顽力等。

饱和磁化强度是材料在外加磁场作用下，磁化强度达到最大值的磁场强度。

通过测量磁滞回线，我们可以得到材料的饱和磁化强度，从而评估材料的磁性能。

剩余磁化强度是在去除外加磁场后，材料中仍然存在的磁化强度。

剩余磁化强度与磁滞回线的闭合程度有关，闭合程度高的材料剩余磁化强度较小，表示材料的磁滞性能较好。

矫顽力是外加磁场使材料磁场强度从正向饱和转变为负向饱和所需要的磁场强度。

通过矫顽力的测量，可以评估材料的磁滞性能及其在磁存储、磁传感等领域的应用。

3. 磁滞回线的应用领域磁滞回线的测试及分析在磁性材料的开发、生产和应用中起着重要的作用。

磁控电抗器基本原理

基本原理磁阀式可控电抗器，简称磁控电抗器（MCR），是基于磁放大器原理来工作的，它是一种交直流同时磁化的可控其饱和度的铁芯电抗器，工作时，可以用极小的直流功率（约为电抗器额定功率的0.1%～0.5%）来改变控制铁芯的工作点（即铁芯的饱和度或者说改变铁芯的导磁率μ），来改变其感抗值，从而达到调节电抗电流的大小并平滑调节无功功率的目的。

其突出的优点是：稳定、可靠、体积小、成本较低、控制灵活、维护管理简便。

图 1 磁控电抗器的原理示意图及工作时的磁化曲线图 2 磁控电抗器工作原理图如上图所示，磁控电抗器的主铁心分裂为两半（即铁心1和铁心2），截面积为A,每一半铁心截面积具有减小的一段，四个匝数为N/2的线圈分别对称地绕在两个半铁心柱上（半铁心柱上的线圈总匝数为N），每一半铁心柱的上下两绕组各有一抽头比为δ=N2/N的抽头，它们之间接有晶闸管K1(K2),不同铁心上的上下两个绕组交叉连接后，并联至电网电源，续流二极管则横跨在交叉端点上。

在整个容量调节范围内，只有小面积段的磁路饱和，其余段均处于未饱和的线性状态，通过改变小截面段磁路的饱和程度来改变电抗器的容量。

MCR制造工艺简单，结构稳定，对于提高电网的输电能力、调整电网电压、补偿无功功率以及限制过电压都有非常大的应用潜力。

图 3 MCR电路结构图由上图可以看出，若K1、K2不导通，根据绕组结构的对称性可知，MCR 相当于一个空载变压器。

假设电源e处于正半周，晶闸管K1承受正向电压，K2承受反向电压。

若K1被触发导通（即a、b两点等电位），电源e经变比为δ的线圈自耦变压后由匝数为N2的线圈向电路提供直流控制电压（δEm sin ωt）和电流iy′、iy′′。

不难得出K1导通时的等效电路如下图(a)所示。

同理，若K2在电源的负半周导通（即c、d两点等电位），则可以得出如下图(b)所示的等效电路。

图 4 晶闸管导通的等效电路图由图可见，K2导通所产生的控制电流iy′和iy′′的方向与K1导通时所产生的一致，也就是说在电源的一个工频周期内，晶闸管K1、K2的轮流导通起了全波整流的作用，二极管起着续流作用。

基于J_A模型磁滞回线仿真及有效性研究_王洋

大量统计性试验发现，在正弦磁通情况下的额外
损耗功率呈如下关系：Pe∝（BPfm）3 ／ 2。经典涡流损耗和额外涡流损耗瞬时功率表达式为公式（10 ）、（11）。
pc（t）＝
σd2 2β
（ dB dt
）2
（10）
式中：σ 是导磁材料的电导率；d 是材料片的厚
Hc（t）＝
σd2 2β
（
dB dt
）2
（13）
He（t）＝姨σGV0S．
（ dB（t）） 1 ／2 dt
（14）
式（14）中，δ 为方向系数，与 dB ／ dt 有关。总的等
效磁场强度为：
Htot（t）＝Hhys（t）＋k1
dB（t） dt
＋k2δ
（
dB（t） dt
）
1 ／2（15）
其
中
：k1＝
1．1 原 J－A 模型（original J－A mode）
J－A 模型理论将磁化强度分解为不可逆分量 Mirr
和弹性分量 Mrev，即：
M＝Mirr＋Mrev
（1）
k 为量纲，是 A／m 的耦合参数，代表磁滞特性。
根据能量守恒原理，可以得到：
Mirr＝Man－kδ
dMirr dHe
（2）
式中：δ 为方向系数，与 dH ／ dt 有关；Man 为非磁
激励 H 的变化乘以真空磁导率 u0 后反映到磁感应强度 B 上的变化是很小的（因为 u0 是 10－6 数量级）；相应地，逆模型中的 H 是从 B 计算而来（H＝B ／ u0－M））， B 的微小变化除以 u0 后反映到 H 上是很大的，尤其在磁滞回线尖端 B 接近饱和时，B 很小的变化量都将引起 H 很大的变化，图 7 也反映了这一点。因此，为

一种测量铁磁材料磁滞回线的方法及仿真

参考文献：
［１］成正维．大学物理实验［Ｍ］．北京：高等教育出版社，２００２．［２］袁长坤．物理测量［Ｍ］．北京：科学出版社，２００４．［３］方鸿飞，贾继均．电器测试技术［Ｍ］．北京：机械工业出版
社，１９９４．［４］李维波．ＭＡＴＬＡＢ在电气工程中的应用［Ｍ］．北京：中国电
５结论
与常规的试验方法相比，笔者提出的模型在测量方法上更加简单，在操作步骤上更加快捷，且容易掌握不易出错，能较迅速的测出铁磁材料的磁滞回线，并且测量容易反复进行。利用ＭＡＴＬＡＢ软件进行仿真，验证了其方法的可行性。在使用普通示波器的情况下，仅需要少量元件就可以使测量效果得到很大的改善。用Ｓｉｍｌｉｎｋ进行仿真，操作简单、快捷，而且可以通过改变参数进行反复仿真。实测与仿真结果体现了新的测量磁滞回线方法的正确性及可行性。
Ｒ１
１
２
Ｔ１Ｃ１
＋－
Ｖ
Ｖ２
Ｒ２
１
２
Ｎ
＋－ＶＶ１
图３仿真电路图
Ｘ－Ｙ示波器
接，则可得到图３所示仿真电路。改变元件参数则可得到不同参数时的磁滞回线，如图４所示。
１
１
０．５
０．５
０
０
Ｉ（标幺值）Ｉ（标幺值）
－０．５
－０．５
－１
－１
－０．０１－０．００５００．００５０．０１ Φ（标幺值）
ｕ＝ｎｄΦ
（４）
ｄｔ
式中ｎ— ——磁化线圈的匝数
" 则 Φ＝１ｎ
ｕｄｔ，当Ｒ２＜＜Ｒ１时，可由式（３）和式

变压器铁芯磁滞回线模型参数辨识

变压器铁芯磁滞回线模型参数辨识袁中琛;刘连光【摘要】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.【期刊名称】《电网与清洁能源》【年(卷),期】2010(026)009【总页数】3页(P17-19)【关键词】磁滞回线;Jiles-Atherton模型;参数辨识;遗传算法【作者】袁中琛;刘连光【作者单位】华北电力大学电气与电子工程学院,北京102206;华北电力大学电气与电子工程学院,北京102206【正文语种】中文【中图分类】TM936.3硅钢片的磁滞特性对变压器偏磁饱和时运行性能具有很重要的影响，因此，了解和分析磁性材料的磁滞特性具有很重要的意义。

磁性材料的磁化包含了不同的磁化过程，如磁畴壁的弯曲和旋转等，其中的机理比较复杂。

对磁滞特性的描述有Presiach、Jiles-Atherton（J-A）等模型[1-2]。

J-A模型以物理原理为基础，不是实验数据的拟合，这一模型仅包含一个微分方程，并具有参数简单等特点。

模型中的5个参数Ms，a,α,c,k决定了磁滞回线的饱和特性和损耗特性。

当变压器工作在饱和区时，磁滞回线的特性对变压器励磁电流畸变和磁滞损耗的大小很大影响。

因此，准确地辨识J-A模型参数对研究变压器非正常状态下励磁电流的特征是非常重要的。

文献[3-4]通过公式推导，利用迭代求解的方法，由磁滞回线的8个特征参数求解J-A模型中的参数，但磁滞回线的特征参数需要用专业设备测量，工程上往往很难获得。

文献[5]利用遗传算法和神经网络对J-A模型参数进行了辨识。

本文根据J-A模型参数与磁化曲线形状的关系，提出了将模型参数分为2组辨识的新方法，首先利用单值磁化曲线对Langevin函数中的2个参数进行了辨识，然后利用磁滞回线对剩余的3个参数进行辨识，这样做缩小了辨识范围，提高了求解速度。

铁磁材料磁滞回线的Matlab分析方法设计

表１磁滞回线的测量数据励磁电流Ｉｍａ（）６００５０５５００４０５４００３０５３００２０５２００１０５ｉ００５００
磁感应强度Ｂ（ｍＴ）２８３２３３２６６２０９２３２２３７２２０２７８２９８１７９１１８１０８１５２９．９．８．８．７．６．５．３．１．９．７．４．０．
＊收稿日期：０２０・４修回日期：０２０ —５２１—３０，２１－６１
＊＊王蕴杰，，９４年生，士，师，究方向：法优化，据分析处理。男１７硕讲研算数
・
５・２
（５０总６）
铁磁材料磁滞回线的Ｍａｌｂ分析方法设计ｔａ
ｒｍａｅｃｎｏｒｉｉｙａｅｉｏｔｎａａｔｒｔｅｃｉｅｔｅｐｏｅｔｓｏｅｒｍａｎｔｃｍａｅｉｌ．ｎｔｉｅｎｎｅａｄｃｅｃｖｔｒｍｐｒａｔｐｒｍｅｅｏｄｓｒｂｈｒｐｒｉｆｆｒｏｇｅｉｅｔｒａｓＩｈｓｐｐｒｗｅｄｓｇｈｐｒａｈｓｏｎｌｓｎｎｒｃｓｉｇｔｅｄｔｆｙｔｒｓｓｌｏｓｎａｌｂＴｈｅｕｔａｅｅｉｎｔｅａｐｏｃｅｆａｙｉｇａｄｐｏｅｓｎｈａａｏｓｅｅｉｏＰｕｉｇＭｔａ．ｅｒｓｌａｈｓｏｈｓｍｅｈｄｈｓｈｇｒｃｓｏｆｐｏｅｓｎｅｕｔｇｏｆｅｔｏｉｔｇ，ｎｈｓｐｏｅｓｎｒｇａｉｈｗｓｔｉｔｏａｉｈｐｅｉｉｎｏｒｃｓｉｇｒｓｌ，ｏｄｅｆｃｆｆｔｉａｄｔｉｒｃｓｉｇｐｏｒｍｎｓ

一种基于Jiles-Atherton模型的钕铁硼磁滞回线描述方法[发明专利]

专利名称：一种基于Jiles-Atherton模型的钕铁硼磁滞回线描述方法
专利类型：发明专利
发明人：李雷,杨国来,俞文斌,孙全兆
申请号：CN202011512800.3
申请日：20201220
公开号：CN112733429A
公开日：
20210430
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提出了一种基于Jiles‑Atherton模型的钕铁硼磁滞回线描述方法，确定
Jiles‑Atherton模型的物理意义，即饱和磁化强度、形状参数、磁畴耦合参数、打破钉扎阻碍的平均能量和可逆磁化系数在模型中的参数表示，构建Jiles‑Atherton模型的计算程序；将Jiles‑Atherton 模型中的参数辨识问题转化为优化问题，对厂家提供的钕铁硼磁滞回线采用遗传算法对目标函数进行优化，获取参数值；对不同温度下钕铁硼的磁滞回线进行参数辨识，拟合Jiles‑Atherton模型中的参数与温度的关系。

本发明同时考虑到温度场与外磁场的作用，采用非线性Jiles‑Atherton模型将钕铁硼的磁滞回线进行理论描述，为钕铁硼的工程化应用与磁热耦合分析提供相应的理论依据。

申请人：南京理工大学
地址：210094 江苏省南京市玄武区孝陵卫200号
国籍：CN
代理机构：南京理工大学专利中心
代理人：封睿
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磁性材料磁化曲线和磁滞回线的Matlab绘制与拟合

Ｓｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＶｉｓｉｏｎ
科技视界
科技・探索・争Ｉ乌
磁性材料磁化曲线和磁滞回线的Ｍａｔｌａｂ绘制与拟合
金华（上海电机学院数理教学部，中国上海２０１３０６）
【摘要】利用Ｍａｔｌａｂ软件绘制了由磁滞回线实验仪得到的磁性材料的磁化曲线与磁滞回线。并对相应的图线￣４５－Ｔ多项式拟合，计算了磁滞回线面积，具体说明了Ｍａｔｌａｂ软件在大学物理实验数据处理中的应用。 ’
ｆ２＝ｐｏｌｙｖａｌ（ｐ２，ｘｘ２）；ｐｌｏｔ（ｙ２，ｘ２，，ｒｆ２，ｘｘ２，＂ｂ－３；ｌｅｇｅｎｄ（实验值，拟合，２）；ａｘＬ，；８００８００－１．５１．５】）；ｘｌａｂｅｌ（＇Ｈ（Ｍｍ）ｙｌａｂｅｌ（Ｂｍ’ ；ｔｅｘｔ（１２０，一０．５，￣ｌｅｌｆａｒｒｏｗ磁滞回线，；ｔｅｘｔ（－１６０，０．１７，磁化曲线＇ａ－ｉｇｈｔａｒｒｏｗ，）；ｕ（ｖ）１０．５ｌ０－１．２ｌ１．５１．８２．Ｏ２．２２．５２．８３．Ｏ将上述代码写人Ｍａｔｌａｂ的ｎｌ文件并执行．得到的磁化曲Ｈ（Ａ／ｍ１８３．２５１４９．８５１８３．１５Ｉ２４９．７５３３３．００３９９．６０４４９．５５５４９．４５６３２．７Ｏ６９９－３Ｏ线和磁滞回线的散点图及对应的拟合曲线见图Ｉ。观察磁滞同Ｔ）Ｏ．Ｏ６６８Ｏ．４００８０．５０１００．７０ｌ４０．８３５００．９０ｌ８０．９６８６１．０３５４１．１Ｏ２２１．１３５６回线．可以进一步得到样品的剩磁、矫顽力、磁滞损耗等信息。表２磁滞回线实验数据

基于样条曲线的磁滞回线拟合

基于样条曲线的磁滞回线拟合
陈修芳
【期刊名称】《武汉工业学院学报》
【年(卷),期】2014(033)001
【摘要】对磁滞回线的实验数据分别进行多项式拟合、3次样条拟合和B样条拟合.对比结果表明两种样条拟合结果优于多项式拟合,B样条拟合结果略优于3次样条拟合.
【总页数】3页(P65-67)
【作者】陈修芳
【作者单位】武汉轻工大学电气与电子工程学院,湖北武汉430023
【正文语种】中文
【中图分类】O436.1
【相关文献】
1.基于样条曲线的磁滞回线拟合 [J], 陈修芳;
2.基于Matllab的约束最小二乘法拟合磁滞回线 [J], 鲁晓东
3.基于BP神经网络的磁滞回线的曲线拟合 [J], 卢立中;孙宇新;王纪俊
4.基于磁控电抗器铁芯的磁滞回线拟合 [J], 李蕾;程汉湘;彭湃;陈杏灿;杨健
5.基于三次B样条曲线拟合的主车轨迹预测算法的研究 [J], 邓琬云;曲延羽;杨子钰;林智桂;廖尉华
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考虑漏磁效应的新型磁控可调电抗器的磁路建模和特性

考虑漏磁效应的新型磁控可调电抗器的磁路建模和特性林克曼;李念;林明耀;万秋兰【摘要】为了扩大磁控可调电抗器(Saturable-Core Controllable Reactor,SCCR)的电抗调节范围并保持良好的线性控制特性,设计和研究一种基于磁放大原理的新型磁控可调电抗器结构,该电抗器铁心磁路中设置有气隙.论文分析了该可调电抗器的磁化机理和控制特性,利用三维有限元方法(FEM)计算了新型磁控可调电抗器的磁场分布,建立了考虑漏磁效应的磁控可调电抗器的等效磁路模型.研究结果表明,新型磁控可调电抗器的电抗控制特性线性调节范围宽,对直流偏磁电源容量要求小.通过将仿真计算与样机测试结果比较,验证了所建立等效磁路模型的正确性和有效性,对新型磁控可调电抗器的设计和应用具有参考价值.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2015(030)002【总页数】8页(P114-121)【关键词】磁控可调电抗器;有限元分析;磁路模型;漏磁效应;控制特性【作者】林克曼;李念;林明耀;万秋兰【作者单位】东南大学电气工程学院南京 210096;东南大学电气工程学院南京210096;东南大学电气工程学院南京 210096;东南大学电气工程学院南京210096【正文语种】中文【中图分类】TM3151 引言近年来，随着我国特高压交直流输电技术及其工程应用取得突破，对连续可调的可控电抗器的需求日益迫切。

现阶段电网中得到广泛应用的相控可调电抗器（Thyristor Controller Reactor，TCR）[1]，其反应速度快，技术较成熟，但是价格昂贵，谐波污染较严重，且受到绝缘材料性能等限制，难以应用于高压输电系统中。

磁控可调电抗器[2-7]，因具有控制灵活，运行损耗低，可实现电抗的连续调节等优点，在高电压和特高压输电系统中具有良好的应用前景，受到广泛关注。

研究表明，可控电抗器具有电网无功补偿、限制操作过电压、提高系统的输电能力和改善电能质量等功能[8-10]。

偏磁条件下的B-H磁滞回线仿真过程说明

偏磁条件下的B～H磁滞回线仿真过程说明2011年10月26日星期三在没有偏磁作用时，电抗器在某一工作频率下的最大磁滞回线如下图的绿色虚线所示，该虚线与横坐标的交点为矫顽磁力，在纵坐标上的交点成为剩磁，可分别用H0和B m来表示。

而当电抗器存在偏磁时，磁滞回线的形式和轨迹就会变得非常复杂。

如在正偏此时，其磁滞回线的轨迹可能为a-b-c-d；对应的，当为相同幅值的负偏磁时，其轨迹可能为A-B-C-D。

但无论偏磁的程度如何，其磁滞轨迹只会在最大磁滞回线内移动。

裂芯式磁阀电抗器的磁阀结构如下图所示，它就是利用小面积的磁阀在不同偏磁作用下使磁阀部分处于不同的饱和程度，从而实现改变或调节电感量的目的。

下图即为单相裂芯式磁阀电抗器的电气原理图。

根据它的实现原理可知，它有两个铁芯柱，每个铁芯柱都有两个完全相同匝数的线圈，每个线圈的匝数设为n。

而且，其中一铁芯柱的直流偏磁为正，另一铁芯柱的偏磁为负，磁通的幅值分别用B1和B2表示。

由该电抗器的工作原理还可以知道，晶闸管T1和T2的导通相差1800，其控制角（以电压过零为起始点）α由0～1800可变。

晶闸管的关断则需根据晶闸管所承受的电压极性来确定，即在晶闸管承受正向电压时，施加一个触发脉冲就能使其导通，而当电压为零或为负值时就会关断。

由电路原理图可以看出，在不同的工作时刻，两个铁芯柱的磁通B是不相同的，而且，只要得到了两个铁芯柱的磁通B对时间的波形或表达式，就可以简单地应用基尔霍夫电流、电压定律求得相关的电流和电压值。

在第一个图中不难看出，如果得到了B也就得到了H，也就是说B和H是相互关联的。

当铁芯工作在线性区域的时候，由于相对磁导率μr可看成不变的常数，因而电抗器的电感量L为常数，而在偏磁工作条件下，μr呈现非线性变化特征，不能简单用某一表达式来描述。

目前广泛采用的Presach和JA模型就是解决这一问题的两种不同途径，但这些模型的应用有很多待定系数需要预先设定，且还涉及到矢量问题。

直流偏磁下磁控电抗器铁芯矢量电磁振动特性

直流偏磁下磁控电抗器铁芯矢量电磁振动特性贲彤;侯露倩;陈龙;张平;闫荣格【期刊名称】《高电压技术》【年(卷),期】2024(50)5【摘要】在交直流共同激励的工作方式下,磁控电抗器(magnetically controlled reactor,MCR)受直流偏磁的影响,其电磁特性及振动特性会发生极大的变化。

为了精确模拟材料在直流偏磁下的磁化及振动特性,首先基于电工钢片的矢量磁致伸缩逆模型和磁特性测量曲线,采用速度可控粒子群优化(velocity-controlled particle swarm optimization,VCPSO)算法提取并优化模型参数,对磁控电抗器铁芯电工钢片的磁滞和磁致伸缩特性进行分析,并对比实验和仿真曲线,验证磁化特性仿真的准确性;其次,结合矢量磁致伸缩逆模型与MCR有限元模型,模拟MCR铁芯在不同直流偏磁下的矢量电磁振动特性,并分析MCR铁芯位移波形的谐波分量。

最后,搭建MCR振动测试系统,验证模型仿真的准确性。

研究结果可为磁控电抗器铁芯振动的相关研究提供参考。

【总页数】13页(P2270-2281)【作者】贲彤;侯露倩;陈龙;张平;闫荣格【作者单位】三峡大学电气与新能源学院;湖北省微电网工程技术研究中心(三峡大学);省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室(河北工业大学)【正文语种】中文【中图分类】TM4【相关文献】1.磁阀型可控电抗器的直流偏磁与谐波特性分析2.直流偏磁下磁饱和电抗器铁心电磁振动分析3.铁芯电抗器直流偏磁对PAPF滤波性能的影响研究4.裂心式磁控电抗器的偏磁特性分析5.直流偏磁下硅钢片磁致伸缩和叠片铁心振动特性的试验研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

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（ＦａｃｕｌｔｙｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＧｕａｎｇｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０００６，Ｃｈｉｎａ）
铁磁材料的磁特性包括饱和特性和磁滞特性。饱和特性是指不考虑磁滞影响时，磁感应强度随磁
场强度的变化规律。而磁滞特性反映了磁感应强度
为误差进行反向传播。而网络则根据误差不断调整网络权值和阀值，从而优化ＢＰ神经网络预测性能，使其能够不断逼近期望值。主要特性有以下几点：（１）非线性特性。ＢＰ网络的神经元通常采用的是可微函数，所以在理论上，输入与输出之间可以
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓｌｏｏｐ；ｄｉｒｅｃｔｃｕｒｒｅｎｔｍａｇｎｅｔｉｃｂｉａｓ；ｂａｃｋｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋ；ｍａｇｎｅｔｉｃｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｒｅａｃｔｏｒ；ｃｕｒｒｅｎｔｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ
基于磁１５Ｎｏ．１１）
基于磁控电抗器铁芯的磁滞回线拟合
李蕾，程汉湘，彭湃，陈杏灿，杨健
（广东ｘ．Ｘ，ｋ大学自动化学院，广东广州５１０００６）
摘要：针对在直流偏磁状态下铁磁性材料磁滞回线发生畸变的现象，应用ＢＰ神经网络理论在Ｍａｔｌａｂ平台上实现对磁控电抗器铁芯磁滞回线的拟合，并对直流偏磁下的绕组电流的畸变情况进行仿真。结果表明，经拟合之后的磁滞回线与实际测得值接近，各绕组电流变化情况与理论分析相符合，
为研究直流偏磁下磁滞回线的拟合及电流畸变分析提供了有效的方法。关键词：磁滞回线；直流偏磁；ＢＰ神经网络；磁控电抗器；电流畸变
中图分类号：ＴＭ４７１文献标识码：Ａ文章编号：１００７ — ３１７５（２０１５）１１－００２３ — ０４
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｅｄａｔｔｈｅｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎｏｆｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｍａｔｅｒｉａｌｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓｌｏｏｐｕｎｄｅｒｄｉｒｅｃｔｃｕｒｒｅｎｔｍａｇｎｅｔｉｃｂｉａｓ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｕｓｅｄｔｈｅｂａｃｋｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋｔｈｅｏｒｙｔｏｒｅａｌｉｚｅｍａｔｃｈｉｎｇｏｆｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓｌｏｏｐｂａｓｅｄｏｎｍａｇｎｅｔｉｃｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｒｅａｃｔｏｒｏｎｔｈｅｐｌａｔｆｏｒｍｏｆＭａｔｌａｂ，ｓｉｍｕｌａｔｉｎｇｔｈｅｗｉｎｄｉｎｇｃｕｒｒｅｎｔｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎｕｎｄｅｒｄｉｒｅｃｔｃｕｒｒｅｎｔｍａｇｎｅｔｉｃｂｉａｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｍａｔｃｈｉｎｇｈｙｓｔｅｒ－
ｅｓｉｓｌｏｏｐｉｓｃｌｏｓｅｔｏｔｈｅｐｒａｃｔｉｃａｌｍｅａｓｕｒｅｄｃｕｒｖｅ．Ｔｈｅｅｘｃｉｔａｔｉｏｎｃｕｒｒｅｎｔｃｈａｎｇｅｓａｒｅｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓ，ｗｈｉｃｈｐｒｏ —
ｖｉｄｅｓａｎｅｆｅｃｔｉｖｅａｐｐｒｏａｃｈｆｏｒｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓｌｏｏｐｍａｔｃｈｉｎｇａｎｄｃｕｒｒｅｎｔｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎｕｎｄｅｒｄｉｒｅｃｔｃｕｒｒｅｎｔｍａｇｎｅｔｉｃｂｉａｓ．
ＭａｔｃｈｉｎｇｏｆＨｙｓｔｅｒｅｓｉｓＬｏｏｐＢａｓｅｄｏｎＭａｇｎｅｔｉｃＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄＲｅａｃｔｏｒ
ＬＩＬｅｉ，ＣＨＥＮＧＨａｎ— ｘｉａｎｇ，ＰＥＮＧＰａｌ，ＣＨＥＮＸｉｎｇ — ｃａｎ，ＹＡＮＧＪｉａｎ