非线性励磁特性曲线转换方法的研究及应用

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第28卷第2期中国矿业大学学报Vo1．28No．21999年3月Journa[otChinaUniversityofMining＆TechnologyMar1999。一非≤线性励磁特性曲线转换方法的研究及应用+’f一i／史丽萍董海波摘要提出了一种舍铁芯元件由伏安特性获得励磁特性曲线的新方法．通过对测量的一组伏安特性数据进行平滑和线性化处理，逐步求出励磁特性曲线上各对应点，然后对其分段拟合．得到励磁特性表达式．本方法利用了GRAFTOOL软件进行数据处理和曲线拟合．与以往的方法

2、相比．此方法具有精度高，处理方便等优点关麓词皇壁堡墨盛墨，笔墨墨t葡!壁堑丝一中圈分类号T866第一作者简介史丽萍，女．1964年生，副教授，工学硕士含铁心线圈的元件，如电磁式电压互感器(简訾=)一。s()称PT)和变压器的励磁特性中()曲线是进行电力系统过电压等暂态分析的基础数据．然而，由于所以可得中(￡)：旦sin()，中(f)的幅值为山中()曲线的非线性，使特性曲线的获得增加了难一度．如果采用实测的方法，可直接得到中()特性曲．线，此方法虽然直观，但对设备要求较高，只有少数由此可见与电压有效值U之间有直接对专业单位才

3、能进行此项工作另一种方法就是甩间应关系，但中()蓝线中的i与电流有效值之间没接的方法，先测出u—伏安特性．再由伏安特性转有直接对应关系．图1显示了在交流正弦电源换成中()特性，这种方法被普遍采用．但如何快“(f)的作用下．中()．(f)，中()盐线的关系嘲．捷地得到更精确的中()曲线．是人们一直关注的问题．励磁特性曲线已有的转换方法，如二点法、试探法、最小二乘法等有一个共同的缺点是在求励磁曲线时，需先将励磁特性曲线以某种函数确定下来．然后，通过一组实测的伏安特性值来确定函数的系数，根据计算结果分析误差、调整函数．这样处理不

4、免带有一定的盲目性，且计算精度有限．本文提出的方法是由测量所得的一组伏安特性数据．通过平滑和线性化处理，逐点求出励磁特性曲线上各对应点，然后再对其进行分段拟合，得到励磁特性表达式．在求解过程中，利用了图形工具GRAFTOOL软件进行数据处理和曲线拟合，使计算速度更快，精确度更高，且操作灵活，方便易行．图1(f)(f)．()曲线的关系Fig．1Ther~lalionuhip~mong(1)．“)，(，)1转换方法的数学模型已知的(O，0)点对应中()的(O，0)点，由对于含有铁心的电感线圈．由于铁心的饱和特(u，)点求(．i

5、)有如下关系性因而导致了其励磁特性中()曲线的非线性．设x／YU,一电源电压为正弦波，铁心中的磁通()与所施电．压(￡)之间有如下关系jl学嚣电lo维普资讯http://www.cqvip.com第2期史丽萍等：非线性励磁特性曲线转换方法的研究厦应用163()瞌线上的(O，0)点到(，il)的直线方程为又由一n(．m)一‘)·(J一1．2，3，⋯．^)．由于得。一sin『_√fIn(lU忙导(wt)d(wt)一所以有L—I‘i}()d()+I()d()-。呈J未i2f1()d(“)一LJJI。科l⋯⋯⋯。r詈⋯+I一2．(

6、)d()．酬(上式中只有i是未知数，所以很容易求出最后将由u，特性转换得到的一组(,／5i，ij)数所以i一√，据进行拟台，即可求出()特性曲线的解析式．同理．由已知(u，12)．(．，i1)再求(．i2)．2转换方法的特点此时．“(f)一x／2U：c0s()，一．下面由实测的己，一，特性数据直接求出()曲线上求i2．分别将(o，o)到(】．i．)以及(，i)副(．iz)的对应点．可以减少在转换过程中的误差．由于在线性化，得到方程转换过程中，将0()分段线性化，因此取点越多，计算越精确．为保证转换精度．u一，数据应越多越：

7、击·：il·好，但由于测量条件的限制．测量数据是有限的．同时，在测量中也会固各种因素造成个别数据的较太+苦一)：误差．产生所谓的“坏点”，在进行转换之前．应将其去除．否则此坏点”将会造成相应的点以及此+点后的各点较大的误差．为解决这个问题．我们利用图形工具GRAFTOOI软件进行数据处理．得到。一要．—x／-∞2—U2⋯n⋯(⋯，了满意的结果GRAFTo0L是一个用于计算机辅助分析的功能强大的二、三维图形程序，它具有集詈￡一Jf0尚()d()+Jf．《(州)d(“)．(1)成的处理和表达方式．GRAFToOI全部由菜单驱动

8、．且有一个强大的屏幕数据接口．可以在圉上直由一n(，接进行观察和处理数据．首先用GRAFTOOL软件将(u，，ff)(f∈Ⅳ)原始测量数据连成益线，由于测量误差的存在使得曲线不光滑、有尖点，因此需要=n(．叫对曲线进行回归处理．修正坏点曲线分3段进行回归，即分别对线性段(I段)、饱和段(Ⅱ段)进得～cs