基于Jiles-Atherton逆模型的磁阀式可控电抗器特性计算

在分析计算磁阀式可控电抗器(MCR)的特性时,必须考虑交、直流共同激励和铁芯磁路各部分磁化状态不同的特点。提出了基于Jiles-Atherton逆模型的MCR等效磁化特性模型,该模型考虑了磁滞、直流偏磁和小截面磁阀等因素对磁化特性的影响,适用于不同结构参数下的MCR;基于等效磁化特性模型提出了MCR电流特性、控制特性和损耗特性的计算公式和方法;针对一个MCR样机进行了理论计算和实验测量,同时与基于理想小斜率模型的计算结果进行了对比。结果表明,提出的MCR等效磁化特性模型及其电流特性、控制特性和损耗特性计算方法是正确有效的,对MCR的工程设计计算有一定的参考和指导意义。

基于Jiles-Atherton逆模型的磁阀式可控电抗器铁心饱和度分析

磁阀式可控电抗器(MCR)是电力系统中的无功补偿装置,其容量调节通过改变磁阀的铁心饱和度实现。为了对MCR的铁心饱和度进行实时、准确的分析,从而优化MCR的输出控制,保障铁心磁阀安全可靠工作,基于Jiles-Atherton(J-A)逆模型对MCR进行数学建模,并通过电磁计算程序,对比分析不同状态变量对MCR输出特性的影响。结果表明,励磁支路的直流激磁电流与饱和度具有较好的线性关系,可以作为铁心饱和度的分析及观测指标。研究及结论有助于实现MCR铁心饱和程度及励磁支路状态的在线监测,优化调控MCR输出无功功率。

基于参数k计算改进Jiles-Atherton模型参数识别研究

Jiles-Atherton模型是研究磁滞回线的重要理论,但在使用过程中存在理论参数难以确定的问题。针对目前公式法需要较精确的初始值以及严格的迭代顺序,而优化算法在计算时计算时间过长且精度较差的问题,根据J-A理论中关于钉扎能的假设以及参数k的定义,改进了k的计算方法,在J-A模型5个参数间建立函数关系,为优化元启发式算法提供了理论依据。用该方法与粒子群算法(PSO)耦合,可直接计算k并进行合理性判别,对不合理的J-A参数值进行拦截从而提高运算精度和效率。对文献报道数据进行拟合计算,结果表明:该耦合粒子群(CPSO)通过对不合理的值拦截,不但大幅度提高计算效率,而且同时忽略了不合理数值计算对适应度值扭曲效应,大幅度提高计算准确度。进而用CPSO算法对硅钢材料的实测磁滞回线进行了拟合,实验结果验证了该计算方法的精确性、有效性。

超磁致伸缩作动器小回线动态J-A模型

超磁致伸缩作动器(GMA)输入输出之间存在着磁滞非线性关系,当研究其中高频输出特性时,为了降低材料自身迟滞非线性特性的影响,往往选用零点与饱和状态之间线性度较好的不饱和小回线,因此很有必要开展动态不饱和小回线数学模型的研究。首先在综合研究磁致伸缩材料(GMM)和GMA结构动力学特性的基础上结合安培环路定理提出以励磁电流为输入、应变为输出的动态Jiles-Atherton(J-A)模型,然后在引入磁滞回线特性变量的基础上得出J-A模型关键模型参数对其特性的影响规律,根据不饱和小回线仿真与实验波形的偏离特性提出模型参数的修正方法得到不饱和小回线动态J-A模型。最后,在不同频率和不同饱和幅值下通过实验验证该数学模型的正确性。

Jiles-Atherton模型及其应用

Jiles-Atherton(JA)模型由于具有计算简单、稳定方便、物理意义明确的优点,在压电材料、磁致伸缩材料、形状记忆合金为代表的新型智能材料的建模方面具有重要应用。但JA模型具有一些本质弱点,比如,它是一个非物理的模型,而且由于是标量模型,不能处理各向异性。针对这些缺点许多作者做了大量改进工作。本文将对这些工作简单综述。还介绍了JA模型的2个主要应用:磁滞控制和磁二相系统的建模;介绍了JA模型以及JA逆模型的基本方程以及磁滞系统的逆补偿控制的基本概念和方法。对于JA模型用于磁二相系统的建模的优缺点也作了评述。

基于逆磁致伸缩效应的超磁致伸缩磁力控制器件建模

超磁致伸缩器件的输入应力与输出磁通密度存在着滞回非线性。基于Jiles-Atherton模型、磁机械效应方法定律和磁路定律,建立一个超磁致伸缩磁力控制器件的滞回模型。试验结果表明,该模型能较好地描述在变化应力和恒定偏置磁场作用下,超磁致伸缩器件输入应力与输出磁通密度及磁力的滞回关系,并可以预测偏置磁场对器件输出性能的影响,从而对器件的设计与分析具有重要指导意义。

面向变压器继电保护的励磁涌流分析及二次谐波制动保护

为了提高电网系统的继电保护水平,分析了变压器继电保护中的励磁涌流现象,提出了更有效的二次谐波制动保护方法。在传统Jiles-Atherton模型(J-A模型)中引入涡流损耗和额外损耗,引入粒子群优化算法(PSO)智能识别特征参数,提出J-A改进模型。结合差动保护和二次谐波制动,采用J-A改进模型分析变压器磁滞过程并提取二次谐波。对比分析不同制动保护方法的实验结果,进一步探索J-A改进模型在不同温度下保护动作的有效性和可靠性。研究表明,二次谐波与基波的比值与温度呈正相关,温度越高,二者比值越低;而在二次谐波比方面,25℃、50℃时随时间增加而下降,75℃时随时间增加而上升。引入J-A改进模型能够自行调整二次谐波制动系数,有效防止励磁涌流误动,准确反应实际应用中的温度影响。该研究提高了电网系统的继电保护水平,有效避免了电网故障甚至系统崩溃等严重事故。