基于分数阶导数理论的高频变压器铁芯动态J-A磁滞模型

作     者：罗炜 陈煜敏 钱海 岑宝仪 秦小彬 陈彬 LUO Wei;CHEN Yumin;QIAN Hai;CEN Baoyi;QIN Xiaobin;CHEN Bin

作者机构：中国南方电网有限责任公司广东广州510630 南方电网数字电网科技(广东)有限公司广东广州510520 深圳市中电电力技术股份有限公司广东深圳518000 三峡新能源平山发电有限公司河北石家庄050400 湖北省输电线路工程技术研究中心湖北宜昌443002 

出 版 物：《供用电》 (Distribution & Utilization)

年 卷 期：2024年第41卷第6期

页      面：90-96页

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金青年科学基金项目(52107006) 湖北省自然科学基金面上项目(2021CFB149) 

主　　题：动态J-A磁滞模型 R-L分数阶导数 场分离 损耗统计理论 高频变压器 

摘      要：快速、准确地仿真高频变压器铁芯磁性材料在高频下的磁滞特性,对于电工设备能量传输效率的评估及多目标结构优化具有重要的意义。而传统动态J-A磁滞模型在高频段动态磁滞回线的仿真误差较大,且存在损耗计算值高于实测值的问题。首先在损耗统计理论框架内,基于各损耗分量与场分量的等效关系,考虑了高频不均匀磁通密度产生的涡流损耗,推导了传统涡流场及剩余损耗场的解析式。通过引入R-L分数阶导数来修正传统的涡流场,并将修正后的涡流场和剩余损耗场引入到静态J-A磁滞模型,从而构建了一种基于损耗统计理论及分数阶导数理论的新型动态J-A磁滞模型。对2种磁性材料进行了较高频段的动态磁滞回线仿真,并与实测值进行了比较,结果表明所提模型在动态磁滞回线模拟及损耗计算误差均大大降低。