高壓直流輸電換流閥用飽和電感的特點(diǎn)是工作于高電壓、大電流下且磁芯快速飽和。由于現(xiàn)有的技術(shù)條件無法直接對(duì)速飽和電感的PQ磁芯損耗進(jìn)行測(cè)量，因此對(duì)磁芯損耗模型的研究一般簡(jiǎn)單地將其等效為一非線性電阻，而未考慮工作激勵(lì)過程對(duì)磁芯損耗的影響。由于磁芯的快速飽和特性，速飽和電感實(shí)際工作于極小脈沖電壓激勵(lì)下，且在不飽和與飽和狀態(tài)間頻繁快速切換，因此，研究此類速飽和電感磁芯損耗特性，對(duì)建立速飽和工況下的磁芯損耗模型具有重要的理論意義，對(duì)速飽和電感的工程設(shè)計(jì)和損耗評(píng)估具有實(shí)際工程價(jià)值。
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論文所解決的問題及意義
由于速飽和電感實(shí)際工作于高電壓、大電流的環(huán)境下，要測(cè)得實(shí)際工況下的磁芯損耗，存在實(shí)際技術(shù)和測(cè)量條件的限制。因此，需要尋求合適的模擬等效的磁芯損耗測(cè)量方法。根據(jù)磁芯損耗機(jī)理，在給定激勵(lì)波形形狀、頻率和環(huán)境溫度的條件下，磁芯損耗與磁通密度峰值相關(guān)。因此，本文構(gòu)造圖1所示的模擬實(shí)驗(yàn)電路，在較小的電壓、電流工況下保證模擬工況下PQ磁芯內(nèi)磁通密度B、磁場(chǎng)強(qiáng)度H與實(shí)際工況基本相符同，從而獲得與實(shí)際工況等效的磁化特性，并進(jìn)一步可計(jì)算磁芯損耗。
由于速飽和電感實(shí)際施加的電壓在未飽和階段脈沖窄、電壓高，在飽和階段雖電壓很小，但時(shí)間很長(zhǎng)，而且測(cè)量信號(hào)易受干擾。為了能夠準(zhǔn)確計(jì)算飽和段的磁芯損耗，采用基于多傳感器數(shù)據(jù)結(jié)合算法對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，為速飽和電感磁芯損耗的準(zhǔn)確計(jì)算提供了可靠的數(shù)據(jù)。
由測(cè)量電路得速飽和電感的勵(lì)磁電壓波形，根據(jù)電感伏秒平衡的原理，將圖2所示的電壓激勵(lì)等效為圖3所示的極小脈寬的矩形脈沖，進(jìn)而提出基于極小脈寬的有效勵(lì)磁頻率代替修正的MSE中的勵(lì)磁電壓頻率，并修正其指數(shù)，建立了如式（1）所示的， 適用于極小脈沖電壓下的速飽和電感的磁芯損耗模型，為設(shè)計(jì)速飽和電感提供了模型依據(jù)。圖4以超薄取向硅鋼片為材料的速飽和電感驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性。
式中Ptotal是總的磁芯損耗；feff 為有效勵(lì)磁頻率；Bm為等效正弦頻率的磁通密度；fsin.eqi第i個(gè)脈沖的等效正弦頻率； 其中系數(shù)c，指數(shù)α、β與MSE模型的定義是一樣的，γ是對(duì)MSE模型的修正。
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論文內(nèi)容
論文分析和探討了以下5方面問題：
（1）速飽和電感磁芯損耗測(cè)量電路；
（2）測(cè)量數(shù)據(jù)處理；
（3）速飽和電感工作分析；
（4）速飽和電感磁芯損耗分析及建模；
（5）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
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結(jié)論
論文模擬高壓直流輸電換流閥用速飽和電感的工況，設(shè)計(jì)了適合測(cè)量極小脈沖電壓作用下速飽和電感磁芯損耗的電路，采用多個(gè)不同量程傳感探頭組合處理寬范圍電壓和電流的準(zhǔn)確測(cè)量，以及將測(cè)量獲得的感應(yīng)電壓與激磁電流的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)結(jié)合處理，提高了很寬范圍電量采集的精度，保證了可信的感應(yīng)電壓和電流。將感應(yīng)電壓等效為極小脈寬矩形脈沖波形，利用有效勵(lì)磁頻率feff代替工作激勵(lì)頻率對(duì)常規(guī)MSE經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行改進(jìn)，并修正了feff的指數(shù)，得了極小脈沖電壓作用下速飽和電感磁芯損耗的模型及其參數(shù)，模型計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果對(duì)比，驗(yàn)證了所提出的改進(jìn)模型具有較高的工程應(yīng)用精度。
