考虑中频变压器非理想几何结构的通用漏感解析模型

中频变压器非理想几何结构引起的畸变磁场对漏感解析计算精度有较大影响,进而影响变压器设计及变换器运行特性和效率特性。首先针对副边绕组为非理想几何结构的漏感解析计算问题,基于叠加定理和洛氏高度等效方法,将传统只考虑纵向漏磁场的一维模型,改进为综合考虑纵向和横向漏磁场的二维模型,显著提升计算精度,并依据此模型提出一种通用漏感优化方法。进一步,针对原副边均为非理想几何结构情况,引入洛氏叠加区域,将原副边非正交且耦合的横向漏磁场能量考虑在内,提出一种计及中频变压器非理想几何因素的通用解析模型,计算误差在7.5%以下。仿真和实验验证了模型的准确性和通用性。

理想变压器的动态模型突破

理想变压器的动态问题,是指理想变压器原、副线圈中任一物理量发生变化时,引起其他物理量随之发生变化的现象.解决这类问题的关键在于分析变压器中发生变化的物理量,以及各物理量间的制约关系.这类问题大致有两种情况:匝数比不变的情况和负载电阻不变的情况.

基于理想多绕组变压器的并联型六相整流器的建模分析

文章基于理想多绕组变压器并联型六相整流器,对理想多绕组变压器的电压、电流特征方程进行分析,建立并联型六相整流器的开关函数模型,给出六相整流器的输入电流、功率因数、输出电压的特征方程。通过仿真实验了基于理想多绕组变压器的并联型六相整流器的解析模型的正确性,为并联型大功率整流器的学习和教学提供一定的参考。

化“变”为“恒”,“动”中求“变”——理想变压器动态变化问题的研究方法

理想变压器动态变化问题是高三复习备考的重点,也是教学实际中的难点之一.由于理想变压器工作在交流电路上,并且对电流、电压、功率存在一定的制约关系,导致其动态变化过程的分析更加复杂烦琐,需要学生具备较强的模型建构能力和分析推理能力,因此大多数学生面对理想变压器动态变化问题往往感到束手无策.化“变”为“恒”、“动”中求“变”,就是基于交流电源电压有效值恒定不变,将理想变压器原副线圈构成的回路等效成“恒定电路”.

理想变压器实验教学模型

通过实验的方法,使学生经历过程和方法,并在此基础上建立理想＂变压器＂教学模型,为导出电压与匝数的定量关系式奠定坚实的基础。

变压器的受控源电路模型

从理想变压器的定义入手,将变压器抽象为用受控源电路表示的电路模型。该电路模型简明清晰,既便于理论上准确可靠地描述变压器的基本原理,又能够用于实际电路的分析计算。

高中物理理想模型初探

物理学是研究最基本、最普遍的物质运动和相互作用的自然科学.物质的运动过程往往要受自身或者外界环境的各种因素的影响,如果直接对某物体或系统进行研究,把各种因素都考虑在内,那么将十分复杂,我们就很难认识事物的本质.为了使研究的问题变得简单,就需要对研究对象作一些近似处理,抓住主要因素,忽略某些次要因素,将研究对象抽象成一种科学近似的模型,这种科学抽象的产物就是理想模型.

变压器一次线圈的谐振模型

文章应用磁路定理讨论理想变压器模型,指出传统模型的理想变压器的运行过程不符合物理规律,根据理想变压器两侧的电压关系和电流关系给出一次线圈的谐振模型。

数字物理混合仿真系统的建模及理论分析 (一)系统结构与模型

数字物理混合仿真结合了数字仿真和物理模拟的优点,是仿真发展的新方向。接口算法是混合仿真中的关键问题。分析了混合仿真系统的结构,对串行时序和并行时序进行了比较。综述了已有的5种接口方法,并推导出其中4种方法的统一形式。最后建立了混合仿真系统的离散动态模型,该模型为混合仿真系统的理论分析提供了基础。

基于预测-校正原对偶内点法的无功优化新模型

在有载可调变压器模型中引入虚拟节点,并通过该节点的电压来表示理想变压器对功率、电压的转换关系,由此在直角坐标系中建立了无功优化问题的二阶新模型。该新模型的海森矩阵是精确的常系数矩阵,在内点法迭代过程中只需要计算一次,从而缩短了每次迭代的计算时间。利用AMD算法对内点法修正方程的系数矩阵进行节点优化编号,减少了其LU分解所产生的注入元。通过存储海森矩阵的非零元素值、其行、列号及对应的拉格朗日乘子编号,提出了一种新的非零元素存储方式,极大地减少了海森矩阵与乘子线性组合的计算量。基于节点数从14到1338的7个测试系统进行了仿真计算,结果验证了所建模型与方法的正确性与有效性。这种建立模型的思想还可以应用到需要计算海森矩阵的动态无功优化、最优潮流以及状态估计等问题的算法中,以提高其计算速度。

新型电力系统电磁暂态加速仿真技术

为解决新型电力系统电磁暂态仿真时由于系统拓扑结构复杂、电力电子开关器件较多以及仿真机单核计算能力不足导致的仿真效率低下、仿真难度大等问题,文中采用理想变压器模型分割算法将大规模新型电力系统模型分割成若干子系统,实现了大系统的解耦和降阶,有效减少了仿真时整个系统作为一个状态空间系统矩阵的运算量。为进一步减轻单个处理器的计算负担,利用CPU(Central Processing Unit)多核并行技术设计一款在裸机环境下高效并行运算的加速仿真平台UREP300。将分割后的模型载入UREP300进行加速仿真实验,同时与基于MATLAB/Simulink的原模型离线仿真进行对比。实验结果表明,融合理想变压器模型分割与多核并行运行的加速仿真技术能够在保障仿真精度的同时将仿真速度提升至原来的586倍,可显著提高仿真效率,适用于大规模新型电力系统的仿真工作。

适用于直流输电换流变压器实时仿真的建模方法

实时仿真中换流变压器含有大量开关器件,存在仿真硬件的储存容量和计算能力不足的问题,从而导致仿真过载进而严重影响高压直流输电仿真工作的开展。针对该问题,采用理想变压器模型接口算法设计实现有载调压的换流变压器,以CIGRE标准HVDC系统测试模型为例,在Simulink和RT-LAB平台上分别进行离线和实时仿真,对比所设计的基于理想变压器模型法(ideal transformer method,ITM)的无分接开关的换流变压器与带分接头开关的换流变压器,稳态和暂态结果一致。最后得出结论:基于理想变压器模型接口算法实现换流变压器功能,该方法可应用于直流输电实时仿真测试平台的构建。

多端直流配电网实时仿真的模型分割方法

多端直流配电网不仅节点数量多,并且包含较多的电力电子装置,受单个仿真机处理能力的限制,多端直流配电网实时仿真实现难度大。为了实现多端直流配电网实时仿真,采用理想变压器模型法对多端直流配电网进行模型分割,以直流电网为边界,将各端换流站及其交流系统作为一个子系统,子系统之间通过理想变压器模型交互数据。最后,以5端直流配电网为例,将系统分割为5个子系统,对比分析分割模型和原模型在各种工况下的动态响应,二者动态过程基本一致。结果分析验证了所提模型分割方法的可行性和有效性。

适用于馈线自动化的实时仿真通用模型分割方法

配电网节点数多,并且包含较多的开关装置,给仿真机的实时化处理带来了巨大困难,加大了单个仿真机处理能力的限制,且随着开关数增多及配电终端的投入,更难以对配电网进行实时仿真。模型分割能快速对仿真模型进行降阶处理,理想变压器(ITM)无疑是众多分割方法中最简单有效的一种。但随着配电自动化的普及,在检测到故障情况时,相应节点的开关会随之动作,配电网络也会发生改变,传统的理想变压器法会因为稳定性问题导致仿真失稳。文中根据理想变压器稳定特性提出模型分割接口转换算法并对其进行论证,使分割接口在配电网中实现通用;以IEEE 33配电网为例对其进行仿真,将系统分割为2个子系统,在分割系统中实现配电网的馈线自动化,分析了分割模型和原始模型在馈线自动化下的动态响应,二者动态过程基本一致。验证了提出的分割接口的可行性和有效性。

变压器探究实验的创新设计

通过对变压器实验的创新设计,用直线变压器和环形变压器两种不同类型的变压器,在课堂教学中引导学生探究实际变压器原副线圈电压与匝数的关系,提出变压器的理想化条件,让学生理解理想变压器原副线圈电压与匝数的关系.

以变压器为例探索递进式实验教学

通过对变压器新课教学中实验演示顺序、教师提问、学生活动进行递进式编排,将4个递进式实验逐渐呈现,让实验现象越来越明显,原理越来越清晰,精度越来越高,引导学生一步步忽略次要因素,抓住主要因素,慢慢迫近＂变压器＂这一理想化模型.在提升学生学习兴趣、学习效率、培养学科素养的同时,尝试形成一套固有的递进式建模教学范例,让教师在教学中有章可循,有法可依,对优化物理课堂教学十分有意义.

浅谈中学物理模型的建立

学生拥有很多的学习空间和思维空间,怎样能在有限的环境空间中提高学生解题能力及解题效率是很重要的问题。因为只有学生在遇到问题时才能想找方法去解决,他们才不会对物理学习失去兴趣。物理学研究的是万事万物的基本原理,对于这么多的研究对象和规律,我们必须加以总结和归类,让学生能在其中找到类似的规律,并对其中一种最有典型性的代表情况加以记忆,这是物理学重要的研究方法,叫作物理建模。

开放式换流系统的数字物理仿真实验平台研究

针对数字物理混合仿真接口稳定性问题,提出了通过改变功率接口阻值提高稳定性的方法。利用电路原理,对理想变压器模型接口算法进行了改进。在数字侧阻抗关键点上做了并联电阻处理,并在仿真中验证了方法的有效性。在数字物理混合仿真方面,以上措施提高了接口系统稳定性。介绍了开放式换流系统的接口结构和工作原理,运用改进理想变压器模型算法结合自主研发的开放式换流系统,搭建了380V/120kV风电场并网实验平台。实验与全数字仿真结果基本一致,从而验证了混合仿真系统的有效性和准确性。

理想变压器空载问题及中学物理模型的建立

有这样一道高中物理题: 理想变压器原副线圈的匝数比为2:1,如图,接上三只额定电压为U、额定功率为P的灯泡。

等效法巧解理想变压器问题

变压器模型,既是交变电流、电磁感应知识的延伸,也是对电路知识的综合考查,近几年高考命题重于变压器规律的综合考查,在变压器原、副线圈上串联或并联一些负载,导致问题难度加大,使常规方法变得繁琐。鉴于此,笔者提出“等效电阻法”和“等效电源法”巧解这类问题。