回轉(zhuǎn)器-電容磁件仿真模型的初步研究與應(yīng)用.pdf

1、磁性元件是電力電子系統(tǒng)中的重要組成部分，它對(duì)變換器的體積、重量、電流脈動(dòng)，輸出動(dòng)態(tài)性能、效率以及器件的電壓、電流應(yīng)力等都有很大的影響。磁件的建模和仿真對(duì)優(yōu)化磁件設(shè)計(jì)、充分了解其工作狀態(tài)、準(zhǔn)確分析整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)靜態(tài)特性有重要的意義。 論文首先簡(jiǎn)要介紹了電力電子磁技術(shù)的發(fā)展和磁件的數(shù)學(xué)模型，針對(duì)現(xiàn)有各種仿真模型的局限性，面向大多數(shù)電力電子工程師和系統(tǒng)研究的需要，選擇了回轉(zhuǎn)器－電容模型做為仿真建模的基礎(chǔ)。并針對(duì)回轉(zhuǎn)器－電容模型中鐵心磁特

2、性的精確模擬開(kāi)展研究。 首先研究如何模擬鐵心的基本磁化曲線。基于鐵心基本磁化曲線的磁導(dǎo)-回轉(zhuǎn)器仿真模型，研究了模型參數(shù)的影響，通過(guò)系列化的模擬和對(duì)比，總結(jié)出不同鐵心材料對(duì)應(yīng)的模型參數(shù)n的取值范圍；并從磁化曲線的特征參數(shù)出發(fā)，給出飽和模型參數(shù)的確定方法。然后，模擬鐵心的磁滯回線。分析了現(xiàn)有用線性電阻模擬磁滯特性存在的問(wèn)題，提出基于非線性電阻的鐵心磁滯回線的磁導(dǎo)-回轉(zhuǎn)器仿真模型。從磁化曲線的特征參數(shù)的準(zhǔn)確模擬出發(fā)，給出非線性電阻模型

3、參數(shù)的確定方法。仿真得到的磁化曲線與廠家提供的磁化曲線的對(duì)比證明了所建模型的有效性。模型參數(shù)與鐵心磁化曲線特征參數(shù)關(guān)聯(lián)緊密，模型具有強(qiáng)的實(shí)用性。 利用所建的磁件仿真模型，結(jié)合3.5kW PFC變換器和采用磁放大器作后級(jí)穩(wěn)壓的多路輸出電源，對(duì)采用鐵粉心材料和非晶材料這兩種具有典型非線性特征磁材實(shí)現(xiàn)的電感進(jìn)行了參數(shù)設(shè)計(jì)、磁件建模和系統(tǒng)仿真分析。仿真結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有較好的一致性，說(shuō)明了所建立的回轉(zhuǎn)器－電容模型能夠較準(zhǔn)確的模擬磁件的非