磁元件擔(dān)負(fù)著磁能的傳遞、存儲(chǔ)、濾波等功能，在電力系統(tǒng)、功率變換器中起著極其重要的作用，隨著功率變換器往高頻和高功率密度趨勢(shì)發(fā)展，磁元件損耗成制約其發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。磁元件除了要滿足基本電氣參數(shù)要求外，其損耗也已經(jīng)成為磁元件設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題，這是因?yàn)榇旁膿p耗已占據(jù)了功率變換器總功率損耗的很大一部分。尤其是對(duì)于功率變換器的能效指標(biāo)，不僅要求磁元件的總損耗要小，還需要考慮不同負(fù)載條件下磁芯損耗和繞組損耗的比例，以保證功率變換器整機(jī)能滿足不同負(fù)載條件下的綠色節(jié)能規(guī)范，因此詳細(xì)研究和分析磁元件的損耗特性具有重要意義。

磁元件損耗的研究首先是必須有準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，測(cè)量技術(shù)是獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)最直接和有效的手段，準(zhǔn)確地測(cè)量磁元件損耗是研究磁元件損耗的重要基礎(chǔ)保障。磁元件一般由磁芯和繞組構(gòu)成，其損耗包含了磁芯損耗和繞組損耗，兩者作為一個(gè)整體，現(xiàn)有技術(shù)難以將其分離開。

磁元件的磁芯特性比較復(fù)雜，近年來專家學(xué)者們對(duì)磁元件磁芯損耗的測(cè)量方法進(jìn)行了大量的研究^[1-5]。繞組損耗由于繞組的線性特性，通常通過模型計(jì)算和有限元仿真軟件對(duì)繞組損耗進(jìn)行分析和優(yōu)化^[6-11]，對(duì)繞組損耗的測(cè)量方法的研究不多，一般是通過阻抗分析儀，測(cè)得繞組的電阻，再通過測(cè)量流經(jīng)繞組的電流，進(jìn)而算出磁元件的繞組損耗，這些間接獲得繞組損耗的評(píng)估方法無法真實(shí)體現(xiàn)實(shí)際工況下的繞組損耗^[12-14]。

現(xiàn)有磁元件繞組損耗的直接測(cè)量方法中，文 獻(xiàn)[15]采用了DC/AC逆變電路為磁元件提供矩形波勵(lì)磁，被測(cè)磁元件勵(lì)磁繞組與采樣繞組并繞成變壓器，并將副邊繞組短路，同時(shí)引入一個(gè)輔助空心電感，通過測(cè)量逆變電路在兩種負(fù)載情況下的損耗而獲得矩形波激勵(lì)下磁元件的繞組損耗。這種方法為矩形波勵(lì)磁下繞組損耗的直接測(cè)量提供了一種可行的方法，但是由于引入了空芯電感和將被測(cè)磁元件繞制成變壓器并短路副邊，則施加在被測(cè)磁元件的勵(lì)磁波形與實(shí)際的勵(lì)磁波形不一定一致，并未考慮磁場(chǎng)對(duì)繞組損耗的影響，而且精度會(huì)受到DC/AC逆變電路本身的固有損耗的影響，且該方法無法實(shí)現(xiàn)對(duì)功率變換器中磁元件繞組損耗的在線測(cè)量。

文獻(xiàn)[16]提出了一種測(cè)量平面變壓器繞組損耗的方法，該測(cè)量方法考慮到了變壓器中磁場(chǎng)對(duì)繞組損耗的影響，一定程度上克服了繞組損耗難以直接從變壓器中分離出來的問題。但是，該方法受負(fù)載電阻的影響很大，即負(fù)載電阻阻值的穩(wěn)定性、分布電感和頻率特性等會(huì)嚴(yán)重影響到測(cè)量結(jié)果，為此該方法的提出者也建議采用低感值的電阻作為負(fù)載電阻，并且采用阻抗分析儀對(duì)負(fù)載電阻進(jìn)行定標(biāo)以獲得準(zhǔn)確的阻值和相位響應(yīng)。另外，該測(cè)量方法只能測(cè)量通過給定的勵(lì)磁波形工況下的繞組損耗，無法實(shí)現(xiàn)實(shí)際工況下功率變換器中磁元件繞組損耗的直接測(cè)量。

綜上所述，目前的測(cè)量技術(shù)還無法有效地直接測(cè)量評(píng)估給定勵(lì)磁工況下磁元件的繞組損耗，也無法直接測(cè)量功率變換器中磁元件的繞組損耗。本文提出一種基于交流功率測(cè)量繞組損耗的方法，介紹了測(cè)量方法的工作原理和特點(diǎn)；并對(duì)測(cè)量方法的誤差來源進(jìn)行了詳細(xì)分析；最后通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證測(cè)量方法的準(zhǔn)確度。

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