專利名稱：一種取能電源線圈氣隙的調(diào)整方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電磁感應(yīng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種取能電源線圈氣隙的調(diào)整方法。
背景技術(shù)：
隨著國(guó)家智能電網(wǎng)工作的展開(kāi)及輸電線路電壓等級(jí)的不斷提高，對(duì)輸電線的安全運(yùn)行進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)顯得尤為重要。為了給工作在輸電線路高壓側(cè)的各種在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)供電，需要研制一種在高壓側(cè)長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠的電源。其中感應(yīng)取能電源實(shí)用性強(qiáng)，是最有前景的供電方式，在目前感應(yīng)取能的電源中，為了避免線圈的深度飽和，相應(yīng)的加入了控制電路、補(bǔ)償電路等調(diào)節(jié)線圈工作的狀態(tài)的復(fù)雜電路，使得電源電路復(fù)雜化，降低可靠性。但在實(shí)際的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)感應(yīng)取能電源的產(chǎn)品進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，出現(xiàn)不同程度的線圈振 動(dòng)，是由于線圈處于深度飽和狀態(tài)時(shí)，鐵芯損耗增加，導(dǎo)致線圈振動(dòng)。為解決此問(wèn)題，可以通過(guò)引入線圈氣隙磁阻來(lái)減小飽和以增大電流適用范圍，但多數(shù)只是對(duì)線圈氣隙的影響進(jìn)行定性的分析，沒(méi)有明確的方法來(lái)定量增加線圈氣隙后對(duì)感應(yīng)電壓的影響；由此，給感應(yīng)取能應(yīng)用帶來(lái)不便，在實(shí)際應(yīng)用中難于確定針對(duì)所需感應(yīng)電能的電壓，如何調(diào)整電源線圈氣隙。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種取能電源線圈氣隙的調(diào)整方法，可以定量出調(diào)整取能電源的線圈氣隙對(duì)感應(yīng)電壓的影響，根據(jù)所需獲取的感應(yīng)電壓，準(zhǔn)確調(diào)整電源實(shí)際線圈氣隙。為達(dá)到上述目的，采用的技術(shù)方案是一種取能電源線圈氣隙的調(diào)整方法，包括步驟獲取未增加氣隙時(shí)線圈的截止電流和飽和電流；根據(jù)未增加氣隙時(shí)線圈的飽和電流，獲取增加氣隙時(shí)線圈的飽和電流；獲取增加氣隙時(shí)線圈一次側(cè)的輸入電流；根據(jù)輸入電流、截止電流以及增加氣隙時(shí)線圈的飽和電流，獲取增加線圈氣隙前后的線圈二次側(cè)的電壓變化關(guān)系；根據(jù)目標(biāo)感應(yīng)電壓和電壓變化關(guān)系，獲取需調(diào)整的線圈氣隙；根據(jù)需調(diào)整的線圈氣隙，調(diào)整取能電源的實(shí)際線圈氣隙。本發(fā)明根據(jù)無(wú)氣隙的一次側(cè)電流和二次側(cè)感應(yīng)電壓的數(shù)據(jù)及關(guān)系曲線，獲取無(wú)氣隙時(shí)線圈的截止電流和飽和電流；進(jìn)而算出增加一定寬度的氣隙后，一次側(cè)輸入電流在不同的區(qū)域內(nèi)，感應(yīng)電壓相對(duì)在相同輸入電流下未增加氣隙時(shí)線圈二次側(cè)感應(yīng)電壓的變化關(guān)系；因此在電流一定的情況下，可以根據(jù)想要獲得電壓的大小，從而確定所要增加的氣隙寬度；可以定量出調(diào)整取能電源的線圈氣隙對(duì)感應(yīng)電壓的影響，根據(jù)所需獲取的感應(yīng)電壓，準(zhǔn)確調(diào)整電源實(shí)際線圈氣隙。


圖I為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例流程圖。
具體實(shí)施例方式為便于理解，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明。一種取能電源線圈氣隙的調(diào)整方法，請(qǐng)參考圖1，包括步驟S101、獲取未增加氣隙時(shí)線圈的截止電流和飽和電流；S102、根據(jù)未增加氣隙時(shí)線圈的飽和電流，獲取增加氣隙時(shí)線圈的飽和電流；S103、獲取增加氣隙時(shí)線圈一次側(cè)的輸入電流；
S104、根據(jù)輸入電流、截止電流以及增加氣隙時(shí)線圈的飽和電流，獲取增加線圈氣隙前后的線圈二次側(cè)的電壓變化關(guān)系；S105、根據(jù)目標(biāo)感應(yīng)電壓和電壓變化關(guān)系，獲取需調(diào)整的線圈氣隙；S106、根據(jù)需調(diào)整的線圈氣隙，調(diào)整取能電源的實(shí)際線圈氣隙。本發(fā)明根據(jù)無(wú)氣隙的一次側(cè)電流和二次側(cè)感應(yīng)電壓的數(shù)據(jù)及關(guān)系曲線，獲取無(wú)氣隙時(shí)線圈的截止電流和飽和電流；進(jìn)而算出增加一定寬度的氣隙后，一次側(cè)輸入電流在不同的區(qū)域內(nèi)，感應(yīng)電壓相對(duì)在相同輸入電流下未增加氣隙時(shí)線圈二次側(cè)感應(yīng)電壓的變化關(guān)系；因此在電流一定的情況下，可以根據(jù)想要獲得電壓的大小，從而確定所要增加的氣隙寬度；可以定量出調(diào)整取能電源的線圈氣隙對(duì)感應(yīng)電壓的影響，根據(jù)需獲取的感應(yīng)電壓，準(zhǔn)確調(diào)整電源實(shí)際線圈氣隙。為更清楚理解本發(fā)明，將從以下部分進(jìn)行闡述—、獲取未增加氣隙時(shí)線圈的截止電流和飽和電流；根據(jù)無(wú)氣隙線圈的一次側(cè)電流和二次側(cè)感應(yīng)電壓的數(shù)據(jù)及關(guān)系曲線，獲取無(wú)氣隙時(shí)線圈的截止電流和飽和電流；具體實(shí)施時(shí)，可先將無(wú)氣隙線圈的一次側(cè)電流和二次側(cè)感應(yīng)電壓的數(shù)據(jù)及關(guān)系曲線導(dǎo)入系統(tǒng)，這樣，在進(jìn)行本發(fā)明的過(guò)程中，就可以直接從系統(tǒng)端進(jìn)行獲取無(wú)氣隙時(shí)線圈的截止電流和飽和電流。二、根據(jù)未增加氣隙時(shí)線圈的飽和電流，獲取增加氣隙時(shí)線圈的飽和電流；具體的，可以包括步驟A和B ;A、根據(jù)公式Hm/=、Bm = ii Q]i FeHm以及Pr = y Fe得到線圈相對(duì)磁導(dǎo)率;B、根據(jù)公式+HpJfe =故和Bm = U0U FeHFe = U0U 5Hs得到增加氣隙時(shí)
線圈的飽和電流；其中，Im為增加氣隙時(shí)線圈的飽和電流；Bm為飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度；Hm為總的磁場(chǎng)強(qiáng)度；HS為空氣氣隙的磁場(chǎng)強(qiáng)度；HFf；為鐵材料的磁場(chǎng)強(qiáng)度；18為線圈氣隙長(zhǎng)度；lFf；為鐵芯磁路長(zhǎng)度Jtl為所述未增加氣隙時(shí)線圈的飽和電流A1為線圈的一次側(cè)線圈匝數(shù)；U Fe為鐵材料的磁導(dǎo)率；U r為所述線圈相對(duì)磁導(dǎo)率，u ^為真空磁導(dǎo)率；U 8為空氣的相對(duì)磁導(dǎo)率，為I。根據(jù)取能線圈的鐵芯的參數(shù)查找工況表，可以知道線圈的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bm、鐵芯的磁導(dǎo)率鐵芯的疊片系數(shù)入、鐵芯的橫截面積S，線圈一次側(cè)輸入的電流I，線圈一次側(cè)的匝數(shù)N1，總磁路的長(zhǎng)度1，鐵芯磁路長(zhǎng)度lFe ;氣隙磁路長(zhǎng)度I &，電網(wǎng)電壓頻率f ;二次側(cè)線圈匝數(shù)N2。當(dāng)處于飽和區(qū)時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為定值，即Bm=L 25T (斯特拉)，U 5 = Io三、獲取增加氣隙時(shí)線圈一次側(cè)的輸入電流；增加氣隙時(shí) 線圈一次側(cè)的輸入電流，系統(tǒng)可通過(guò)測(cè)量工具獲得。四、根據(jù)輸入電流、截止電流以及增加氣隙時(shí)線圈的飽和電流，獲取增加線圈氣隙前后的線圈二次側(cè)的電壓變化關(guān)系；本發(fā)明將從線性區(qū)、漸飽和區(qū)和飽和區(qū)三個(gè)不同區(qū)域，獲取增加氣隙后的線圈二次側(cè)感應(yīng)電壓，相對(duì)在相同輸入電流下未增加氣隙時(shí)線圈二次側(cè)感應(yīng)電壓的變化關(guān)系；具體的，包括步驟C、根據(jù)公式f/2 =4.44 JN lMofiFeSIm~^ 2%得到增加氣隙時(shí)線圈二次側(cè)電
fhJs +1Fe
壓飽和值；D、當(dāng)輸入電流小于截止電流時(shí)，S卩，處于線性區(qū)時(shí)，根據(jù)公式Af/ =f >獲取線圈二次側(cè)的電壓變化值
1 1SE、當(dāng)輸入電流大于或者等于截止電流，且小于增加氣隙時(shí)線圈的飽和電流時(shí)，SP，處于漸飽和區(qū)時(shí)；根據(jù)公式U <AU<得到線圈二次側(cè)的電壓變化范圍；F、當(dāng)輸入電流大于或者等于增加氣隙時(shí)線圈的飽和電流時(shí)，S卩，處于飽和區(qū)時(shí)；根據(jù)公式AU=U獲取線圈二次側(cè)的電壓變化值；當(dāng)處于飽和區(qū)時(shí)，線圈二次側(cè)的電壓變化值為定值。其中，U=UcrU2 ；U2為增加氣隙時(shí)線圈二次側(cè)電壓飽和值；AU為線圈二次側(cè)的電壓變化值；f為電網(wǎng)的當(dāng)前電壓頻率；N2為線圈的二次側(cè)線圈匝數(shù)；S為鐵芯的橫截面積；入為鐵芯的疊片系數(shù)J1為截止電流；1為輸入電流；1為線圈總磁路長(zhǎng)度；％為無(wú)氣隙二次側(cè)電壓飽和值。五、根據(jù)目標(biāo)感應(yīng)電壓和電壓變化關(guān)系，獲取需調(diào)整的線圈氣隙；由步驟四可得到，增加線圈氣隙時(shí)，線圈二次側(cè)對(duì)應(yīng)的感應(yīng)電壓的變化，從而可以根據(jù)需獲取的目標(biāo)感應(yīng)電壓的大小、無(wú)線圈氣隙時(shí)線圈二次側(cè)感應(yīng)電壓以及步驟四中得到的電壓變化關(guān)系，可以獲取需調(diào)整線圈氣隙值。未增加線圈氣隙時(shí)線圈二次側(cè)感應(yīng)電壓的獲取，一般技術(shù)人員根據(jù)相關(guān)參數(shù)即可獲得。六、根據(jù)需調(diào)整的線圈氣隙，調(diào)整取能電源的實(shí)際線圈氣隙。系統(tǒng)根據(jù)需調(diào)整線圈氣隙值，調(diào)整取能電源的實(shí)際線圈氣隙，從而使得取能電源輸出與目標(biāo)感應(yīng)電壓相符的電壓。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種取能電源線圈氣隙的調(diào)整方法，其特征在于，包括步驟 獲取未增加氣隙時(shí)線圈的截止電流和飽和電流； 根據(jù)所述未增加氣隙時(shí)線圈的飽和電流，獲取增加氣隙時(shí)線圈的飽和電流； 獲取增加氣隙時(shí)線圈一次側(cè)的輸入電流； 根據(jù)所述輸入電流、所述截止電流以及所述增加氣隙時(shí)線圈的飽和電流，獲取增加線圈氣隙前后的線圈二次側(cè)的電壓變化關(guān)系； 根據(jù)目標(biāo)感應(yīng)電壓和所述電壓變化關(guān)系，獲取需調(diào)整的線圈氣隙； 根據(jù)所述需調(diào)整的線圈氣隙，調(diào)整取能電源的實(shí)際線圈氣隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的取能電源線圈氣隙的調(diào)整方法，其特征在于，所述根據(jù)未增加氣隙時(shí)線圈的飽和電流，獲取增加氣隙時(shí)線圈的飽和電流的步驟包括 根據(jù)公式
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的取能電源線圈氣隙的調(diào)整方法，其特征在于，所述根據(jù)輸入電流、截止電流以及增加氣隙時(shí)線圈的飽和電流，獲取增加線圈氣隙后相對(duì)于為增加線圈氣隙的線圈二次側(cè)電壓變化關(guān)系的步驟具體為； 根據(jù)公式
全文摘要
本發(fā)明提出一種取能電源線圈氣隙的調(diào)整方法，包括步驟獲取未增加氣隙時(shí)線圈的截止電流和飽和電流；根據(jù)所述未增加氣隙時(shí)線圈的飽和電流，獲取增加氣隙時(shí)線圈的飽和電流；獲取增加氣隙時(shí)線圈一次側(cè)的輸入電流；根據(jù)所述輸入電流、所述截止電流以及所述增加氣隙時(shí)線圈的飽和電流，獲取增加線圈氣隙前后的線圈二次側(cè)的電壓變化關(guān)系；根據(jù)目標(biāo)感應(yīng)電壓和所述電壓變化關(guān)系，獲取需調(diào)整的線圈氣隙；根據(jù)所述需調(diào)整的線圈氣隙，調(diào)整取能電源的實(shí)際線圈氣隙?？梢远砍稣{(diào)整取能電源的線圈氣隙對(duì)感應(yīng)電壓的影響，根據(jù)所需獲取的感應(yīng)電壓，準(zhǔn)確調(diào)整電源實(shí)際線圈氣隙。
文檔編號(hào)H02J17/00GK102832721SQ20121030370
公開(kāi)日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月23日
發(fā)明者張鳴, 劉剛, 林杰, 孫建超, 黃達(dá)威, 張海鵬 申請(qǐng)人:廣東電網(wǎng)公司佛山供電局, 華南理工大學(xué)