回轉(zhuǎn)器-電容磁件仿真模型的初步研究與應(yīng)用.pdf

1、磁性元件是電力電子系統(tǒng)中的重要組成部分，它對變換器的體積、重量、電流脈動，輸出動態(tài)性能、效率以及器件的電壓、電流應(yīng)力等都有很大的影響。磁件的建模和仿真對優(yōu)化磁件設(shè)計、充分了解其工作狀態(tài)、準確分析整個系統(tǒng)的動靜態(tài)特性有重要的意義。 論文首先簡要介紹了電力電子磁技術(shù)的發(fā)展和磁件的數(shù)學(xué)模型，針對現(xiàn)有各種仿真模型的局限性，面向大多數(shù)電力電子工程師和系統(tǒng)研究的需要，選擇了回轉(zhuǎn)器－電容模型做為仿真建模的基礎(chǔ)。并針對回轉(zhuǎn)器－電容模型中鐵心磁特

2、性的精確模擬開展研究。 首先研究如何模擬鐵心的基本磁化曲線。基于鐵心基本磁化曲線的磁導(dǎo)-回轉(zhuǎn)器仿真模型，研究了模型參數(shù)的影響，通過系列化的模擬和對比，總結(jié)出不同鐵心材料對應(yīng)的模型參數(shù)n的取值范圍；并從磁化曲線的特征參數(shù)出發(fā)，給出飽和模型參數(shù)的確定方法。然后，模擬鐵心的磁滯回線。分析了現(xiàn)有用線性電阻模擬磁滯特性存在的問題，提出基于非線性電阻的鐵心磁滯回線的磁導(dǎo)-回轉(zhuǎn)器仿真模型。從磁化曲線的特征參數(shù)的準確模擬出發(fā)，給出非線性電阻模型

3、參數(shù)的確定方法。仿真得到的磁化曲線與廠家提供的磁化曲線的對比證明了所建模型的有效性。模型參數(shù)與鐵心磁化曲線特征參數(shù)關(guān)聯(lián)緊密，模型具有強的實用性。 利用所建的磁件仿真模型，結(jié)合3.5kW PFC變換器和采用磁放大器作后級穩(wěn)壓的多路輸出電源，對采用鐵粉心材料和非晶材料這兩種具有典型非線性特征磁材實現(xiàn)的電感進行了參數(shù)設(shè)計、磁件建模和系統(tǒng)仿真分析。仿真結(jié)果和實驗結(jié)果具有較好的一致性，說明了所建立的回轉(zhuǎn)器－電容模型能夠較準確的模擬磁件的非