一種電工鋼片磁滯特性分析方法和系統與流程

本發明涉及非線性磁滯特性建模，尤其涉及一種電工鋼片磁滯特性分析方法和系統。

背景技術：

1、電工鋼片是一種軟磁材料，也是電力變壓器、電抗器、電機生產的基本原材料，它的特性決定了這些電力設備的性能質量。為了更好的將電工鋼片應用至電力設備和實際工程中，需要事先對其磁滯特性進行準確預測，以此實現電力設備的最優性能使用。因此，十分有必要對電工鋼片的非線性磁滯特性進行精確建模。

2、在傳統設計中，一般均是根據廠家提供的典型磁化曲線來設計，但廠家所提供的典型曲線一般是純交流參數，或是純直流參數，而當電工鋼片處于正頻范圍內時，電工鋼片會受到機械應力、頻率變化等因素的影響，無法通過廠家提供的參數對磁滯特性進行準確分析，降低了電工鋼片的利用率。

技術實現思路

1、本發明提供了一種電工鋼片磁滯特性分析方法和系統，解決了當電工鋼片處于正頻范圍內時，電工鋼片會受到機械應力、頻率變化等因素的影響，無法通過廠家提供的參數對磁滯特性進行準確分析，降低了電工鋼片的利用率的技術問題。

2、本發明第一方面提供的一種電工鋼片磁滯特性分析方法，包括：

3、獲取電工鋼片的測量參數和特性參數；

4、根據所述特性參數、所述測量參數和預設的初始磁滯模型，得到目標磁滯模型；

5、采用所述測量參數對所述目標磁滯模型進行迭代優化，生成動態磁滯模型；

6、通過所述動態磁滯模型對待測電工鋼片進行磁性分析，得到所述待測電工鋼片對應的磁滯特性曲線。

7、可選地，所述根據所述特性參數、所述測量參數和預設的初始磁滯模型，得到目標磁滯模型的步驟，包括：

8、利用所述測量參數的測量磁場強度參數對預設的初始磁滯模型進行優化，得到磁滯磁場強度模型；

9、分別采用所述特性參數更新預設的初始渦流磁場強度模型和初始異常磁場強度模型，得到渦流磁場強度模型和異常磁場強度模型；

10、基于過場分離法，耦合所述磁滯磁場強度模型、所述渦流磁場強度模型和所述異常磁場強度模型，得到目標磁滯模型。

11、可選地，所述利用所述測量參數的測量磁場強度參數對預設的初始磁滯模型進行優化，得到磁滯磁場強度模型的步驟，包括：

12、采用所述測量參數的測量磁場強度參數構建目標磁化曲線；

13、通過外推法對所述目標磁化曲線進行求解，得到飽和磁化強度值；

14、將所述飽和磁化強度值輸入預設的初始磁滯模型，得到磁滯磁場強度模型。

15、可選地，所述采用所述測量參數對所述目標磁滯模型進行迭代優化，生成動態磁滯模型的步驟，包括：

16、構建所述目標磁滯模型的初始粒子群，其中，所述初始粒子群的每個初始粒子對應磁滯損耗系數、可逆磁化系數、平均場參數、無磁滯磁化曲線形狀參數和初始無磁滯磁化率；

17、根據各個所述初始粒子、所述測量參數和所述目標磁滯模型，確定各個所述初始粒子對應的適應度；

18、以所述初始粒子群中適應度最小的初始粒子的位置作為全局最優位置，通過粒子群算法對各所述初始粒子的速度和位置進行迭代更新，將迭代更新至滿足迭代停止條件時的全局最優位置作為磁滯相關參數；

19、采用所述磁滯相關參數更新所述目標磁滯模型，生成動態磁滯模型。

20、可選地，所述根據各個所述初始粒子、所述測量參數和所述目標磁滯模型，確定各個所述初始粒子對應的適應度的步驟，包括：

21、分別將各個所述初始粒子和所述測量參數的感應強度參數輸入所述目標磁滯模型，得到各個所述初始粒子對應的粒子磁場強度參數；

22、從所述測量參數中選取出與所述粒子磁場強度參數對應的測量磁場強度參數；

23、分別將各個所述粒子磁場強度參數和所述粒子磁場強度參數對應的測量磁場強度參數輸入預設的平均相對誤差函數，得到各個所述初始粒子對應的適應度。

24、可選地，所述初始磁滯模型具體為：

25、

26、其中，hhy為磁滯磁場強度，man為無磁滯磁化強度，c為可逆磁化系數，k為磁滯損耗系數，δ為方向系數，α為平均場參數，a為無磁滯磁化曲線形狀參數，βm為磁感應強度，m為單晶磁化強度，h為施加磁場強度，κ為中間參數值，h為時間步長，he為有效磁場強度，ms為飽和磁化強度。

27、本發明第二方面提供的一種電工鋼片磁滯特性分析系統，包括：

28、采集模塊，用于獲取電工鋼片的測量參數和特性參數；

29、構建模塊，用于根據所述特性參數、所述測量參數和預設的初始磁滯模型，得到目標磁滯模型；

30、優化模塊，用于采用所述測量參數對所述目標磁滯模型進行迭代優化，生成動態磁滯模型；

31、預測模塊，用于通過所述動態磁滯模型對待測電工鋼片進行磁性分析，得到所述待測電工鋼片對應的磁滯特性曲線。

32、本發明第三方面提供的一種電子設備，包括存儲器及處理器，所述存儲器中儲存有計算機程序，所述計算機程序被所述處理器執行時，使得所述處理器執行如上述任一項所述的電工鋼片磁滯特性分析方法的步驟。

33、本發明第四方面提供的一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，所述計算機程序被執行時實現如上述任一項所述的電工鋼片磁滯特性分析方法。

34、從以上技術方案可以看出，本發明具有以下優點：

35、本發明根據電工鋼片的特性參數、測量參數和預設的初始磁滯模型，得到目標磁滯模型，再利用測量參數對目標磁滯模型進行迭代優化，得到電工鋼片的動態磁滯模型，動態磁滯模型中考慮到了電工鋼片在正頻范圍內所受到的影響因素，從可實現對電工鋼片磁滯特性的準確預測，進而提高電工鋼片的利用率。

技術特征：

1.一種電工鋼片磁滯特性分析方法，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的電工鋼片磁滯特性分析方法，其特征在于，所述根據所述特性參數、所述測量參數和預設的初始磁滯模型，得到目標磁滯模型的步驟，包括：

3.根據權利要求1所述的電工鋼片磁滯特性分析方法，其特征在于，所述利用所述測量參數的測量磁場強度參數對預設的初始磁滯模型進行優化，得到磁滯磁場強度模型的步驟，包括：

4.根據權利要求1所述的電工鋼片磁滯特性分析方法，其特征在于，所述采用所述測量參數對所述目標磁滯模型進行迭代優化，生成動態磁滯模型的步驟，包括：

5.根據權利要求3所述的電工鋼片磁滯特性分析方法，其特征在于，所述根據各個所述初始粒子、所述測量參數和所述目標磁滯模型，確定各個所述初始粒子對應的適應度的步驟，包括：

6.根據權利要求1所述的電工鋼片磁滯特性分析方法，其特征在于，所述初始磁滯模型具體為：

7.一種電工鋼片磁滯特性分析系統，其特征在于，包括：

8.一種電子設備，其特征在于，包括存儲器及處理器，所述存儲器中儲存有計算機程序，所述計算機程序被所述處理器執行時，使得所述處理器執行如權利要求1-6任一項所述的電工鋼片磁滯特性分析方法的步驟。

9.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被執行時實現如權利要求1-6任一項所述的電工鋼片磁滯特性分析方法。

10.一種計算機程序產品，其特征在于，所述計算機程序產品包括存儲在非暫態計算機可讀存儲介質上的計算機程序，所述計算機程序包括程序指令，其中，當所述程序指令被計算機執行時，使所述計算機執行如權利要求1-6任一項所述的電工鋼片磁滯特性分析方法。

技術總結
本發明公開了一種電工鋼片磁滯特性分析方法和系統，涉及非線性磁滯特性建模技術領域，獲取電工鋼片的測量參數和特性參數，根據特性參數、測量參數和預設的初始磁滯模型，得到目標磁滯模型，采用測量參數對目標磁滯模型進行迭代優化，生成動態磁滯模型，通過動態磁滯模型對待測電工鋼片進行磁性分析，得到待測電工鋼片對應的磁滯特性曲線。解決了當電工鋼片處于正頻范圍內時，電工鋼片會受到機械應力、頻率變化等因素的影響，無法通過廠家提供的參數對磁滯特性進行準確分析，降低了電工鋼片的利用率的技術問題。

技術研發人員：陳曉國,張福增,劉凱,盧威,周凱,劉永浩,梁炳,朱志栩,李晉,張艷麗
受保護的技術使用者：南方電網科學研究院有限責任公司
技術研發日：
技術公布日：2024/10/21