【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及磁滞回线计算领域，特别是涉及一种变温条件下energetic磁滞模型参数修正方法。
技术介绍
1、铁磁材料因易于磁化，也易于退磁，被广泛应用于电机、变压器、互感器和电磁开关等电气设备中。磁滞现象是铁磁材料的固有特性之一，主要通过材料的磁滞回线来表征。然而，在实际运行过程中铁磁材料的磁滞特性存在温度依赖性，高环境温度下会导致铁磁材料的磁滞特性发生变化，从而影响电气设备的性能。提高铁磁材料在变温条件下磁滞特性模拟的准确性，对于电气设备的电磁特性分析至关重要。因此，有必要建立一种能精确有效地表征铁磁材料温度依赖性的磁滞模型。
2、目前，用于模拟变温条件下铁磁材料磁滞特性的方法主要包括：基于preisach模型的修正和基于j-a模型的修正。其中，基于preisach模型的方法先通过测量极限磁滞回线下降支，来确定该模型表达式中的分布函数项，再引入饱和磁化强度的温度修正式，将分布函数项中的极限磁滞回线下降支的值修正为与温度相关的函数式。如文献[1]：李超，徐启峰.随温度变化的preisach磁滞模型建模方法[j].电工技术学报，2013,28(12):90-94；或者将基于逻辑分布函数和dat(derivative-arc-tangent)权重函数的解析preisach模型中的参数扩展为温度的线性函数，着重对解析的preisach模型进行温度修正来模拟材料的磁滞特性。如文献[2]：djekanovic n,luo m,dujic d.thermally-compensated magneticcore loss m
3、基于j-a模型的修正方法是通过分析模型各参数随温度的变化规律，引入居里温度和临界指数作为参数，将j-a模型的5个参数表示为温度的函数，实现变温条件下的磁化特性模拟。如文献[4]：raghunathan a,melikhov y,snyder j e,et al.modeling thetemperature dependence of hysteresis based on jiles-atherton theory[j].ieeetransactions on magnetics,2009,45(10):3954-3957。该方法旨在从模型参数上进行修正，使参数与温度相关联，物理意义更明确，但该方法需要求解非线性微分方程，计算过程仍较为繁琐。还有学者为了结合两种模型各自的优点，同时对解析preisach和j-a两种模型进行温度修正，分别模拟变温条件下的小磁滞回线和主磁滞回线。如文献[5]：xiang y,xuq,huang y,et al.a ferromagnetic design for current sensor temperaturecharacteristics improvement[j].ieee sensors journal,2018,18(4):1435-1441。
4、与preisach和j-a模型相比，energetic磁滞模型用一个简单的解析闭合表达式表示，求解速度明显更快。此外，因为模型参数与材料微观结构之间的关系，energetic模型可以考虑温度、应力、频率、磁化方向等因素对磁滞特性的影响。因此，energetic模型在变温条件下磁滞特性模拟方面具有较大的应用前景。利用energetic模型模拟变温条件下的磁滞特性时，通常使用精确度较高的拟合法进行参数辨识，但是磁滞回线的形状特征值会随温度而变化，因此在不同温度下需重新对模型参数进行辨识，耗费时间且需要该温度下的实测数据，降低了energetic模型在变温条件下的实用性。
5、综上所述，国内外针对各种磁滞模型在变温条件下的研究工作较多，而energetic模型在变温条件下磁滞特性模拟方面具有较大的应用前景，但是现有的energetic磁滞模型无法对温度进行有效表征，导致损耗计算结果误差较大，如何有效准确地模拟环境温度变化下磁性材料的磁特性方面的研究，仍存在不足。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提供一种变温条件下energetic磁滞模型参数修正方法，通过引入温度有关项对模型特征参数进行温度修正，达到精确模拟变温条件下铁磁材料磁特性的目的。
2、本专利技术采取的技术方案为：
3、变温条件下energetic磁滞模型参数修正方法，包括以下步骤：
4、步骤1：搭建变温条件下的磁滞特性测量平台，测量并提取若干组不同温度下的磁滞回线形状特征值；
5、步骤2：引入居里温度和临界指数系数，提出各形状特征值关于温度的表达式；
6、步骤3：将各特征值表达式与energetic磁滞模型参数的辨识公式结合，建立一种变温条件下的修正energetic磁滞模型。
7、所述步骤1中，变温条件下的磁滞特性测量平台组成为：以纳米晶合金铁芯磁环作为测量样品，并将样品置于自然对流烘箱德国宾德ed56中，控制磁环温度，k型热电偶贴在样品表面测量磁环温度，磁滞特性测量则采用基于模拟冲击法的td8210磁性直流测量系统。所述步骤1中，对于不同温度下的磁滞回线测量结果，需要提取的形状特征值包括：饱和磁化点(hs，ms)、剩余磁化强度mr、初始磁化率μ0、矫顽力hc、矫顽力点磁化率μc、磁场最大测量点(hm，mm)、主磁滞回线上升支拐点附近的任意点(hg，mg)。
8、所述步骤2中，为了使模型参数计算公式能够考虑温度特性，首先建立形状特征值ms、矫顽力hc、剩余磁化强度mr、初始磁化率χ0与温度的关系，针对饱和磁化强度ms的温度依赖性，由weiss理论可知，即当环境温度低于居里温度条件下，温度变化时饱和磁化强度ms有以下近似表达式：
9、
10、式中：ms(t)为任意温度下磁滞回线的饱和磁化强度；ms(t0)为常温时磁滞回线的饱和磁化强度；t为温度，单位：k；t0为常温，单位：k；tc为居里温度，tc＝843k；β为临界指数。
11、磁滞回线的矫顽力随温度呈指数变化，同时根据步骤1中不同温度下矫顽力的测量值，得到矫顽力hc关于温度的表达式：
12、
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【技术保护点】
1.变温条件下Energetic磁滞模型参数修正方法，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述变温条件下Energetic磁滞模型参数修正方法，其特征在于：所述步骤1中，对于不同温度下的磁滞回线测量结果，需要提取的形状特征值包括：饱和磁化点(Hs，Ms)、剩余磁化强度Mr、初始磁化率μ0、矫顽力Hc、矫顽力点磁化率μc、磁场最大测量点(Hm，Mm)、主磁滞回线上升支拐点附近的任意点(Hg，Mg)。
3.根据权利要求2所述变温条件下Energetic磁滞模型参数修正方法，其特征在于：所述步骤2中，建立形状特征值Ms、矫顽力Hc、剩余磁化强度Mr、初始磁化率χ0与温度的关系，针对饱和磁化强度Ms的温度依赖性，当环境温度低于居里温度条件下，温度变化时饱和磁化强度Ms有以下近似表达式：
4.根据权利要求1所述变温条件下Energetic磁滞模型参数修正方法，其特征在于：所述步骤3中，
【技术特征摘要】
1.变温条件下energetic磁滞模型参数修正方法，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述变温条件下energetic磁滞模型参数修正方法，其特征在于：所述步骤1中，对于不同温度下的磁滞回线测量结果，需要提取的形状特征值包括：饱和磁化点(hs，ms)、剩余磁化强度mr、初始磁化率μ0、矫顽力hc、矫顽力点磁化率μc、磁场最大测量点(hm，mm)、主磁滞回线上升支拐点附近的任意点(hg，mg...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈彬，曾庆麟，吴优，万妮娜，唐波，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：
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