交直流混合激励下取向硅钢片磁滞及损耗特性模拟方法

赵小军 王 瑞 杜振斌 苑东伟 杜海泉

（1. 华北电力大学电力工程系 保定 071003 2．河北省输变电装备电磁与结构性能重点实验室 保定 071056 3．国网聊城供电公司 聊城 252000）

0 引言

软磁材料因具有高磁导率和低损耗等特性，被广泛应用于电力设备和电子器件中[1]。大型电机、变压器、电抗器等设备的铁心，都是由硅钢片叠制而成，工作在工频正弦激励下。然而随着直流输电技术的快速发展与电力电子器件的广泛应用，电力系统中引入了直流偏磁和大量谐波，软磁材料的磁通发生畸变，导致铁心振动加剧、局部过热，同时危害电力系统安全稳定运行。因此较为准确地模拟交直流混合等复杂激励下的软磁材料磁滞与损耗特性对变压器、电机等设备的运行特性和优化设计具有重要意义[2-3]。

国内外学者针对非正弦激励下铁磁材料磁滞及损耗特性开展了大量研究工作。刘任等提出了基于场分离技术与损耗统计理论的新型解析动态Energetic模型，具有较好的拟合精度，但是磁滞模型待提取参数较多[4-5]。李阳等建立动态 Jiles-Atherton（J-A）模型，提出基于粒子群算法与遗传算法的混合算法实现模型的参数辨识，该方法在单纯的直流偏磁激励下拟合效果较好，然而当偏磁与2次或3次谐波均存在时，动态磁滞回线形状拟合误差较大[6-7]。S. Hussain等利用Preisach模型进行高频正弦及谐波激励下的磁滞特性模拟，同时实现与数值计算相结合，模拟精度较高，但参数辨识过程较为复杂，不易掌握和实现[8-11]。赵……