功率變換器作為高效的電能變換裝置，是現(xiàn)代能源技術(shù)的重要組成部分。隨著功率變換器向高頻、高功率密度趨勢發(fā)展，磁元件技術(shù)發(fā)展速度成為了制約功率變換器技術(shù)繼續(xù)提高工作頻率和功率密度的瓶頸之一，這使其廣受國內(nèi)外學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的關(guān)注[1-4]。其中磁元件的功率損耗在整個功率變換器中占據(jù)很大的比例，其損耗大小涉及到磁元件和功率變換器的效率和熱設(shè)計問題[5-9]，因此對磁芯損耗特性進(jìn)行詳細(xì)研究和深入分析有重要意義[10-11]。
交流功率測量法是測量功率損耗最便捷快速的測量方法，但隨著測量頻率的提高，誤差也會不斷增大[12-13]。量熱法作為一種傳統(tǒng)的測量方法[14-16]，通過將被測件置于某個介質(zhì)中上電工作，工作過程中由于產(chǎn)生熱損耗使得被測件溫度升高，溫度變化傳導(dǎo)至介質(zhì)，使得介質(zhì)溫度亦升高。根據(jù)功率損耗與介質(zhì)比熱容、介質(zhì)的溫升值的關(guān)系，通過測量介質(zhì)的溫升值可以得到被測件的電能損耗，該測量方法不受測量頻率的影響，但一旦測量環(huán)境或被測件發(fā)生變化，需要重新對測量系統(tǒng)整體進(jìn)行定標(biāo)，過程復(fù)雜繁瑣，消耗大量時間。國內(nèi)外學(xué)者在量熱法的基礎(chǔ)上加以拓展改進(jìn)，提出了多種便捷、準(zhǔn)確的功率損耗測量方法。文獻(xiàn)[17]研究了量熱法在磁元件功率損耗測量中的應(yīng)用，采用分段定標(biāo)的方法獲得被測件的功率損耗，該方法存在定標(biāo)過程和測量過程一致性的問題。文獻(xiàn)[18-19]研究了比對量熱法，通過引入?yún)⒖紵嵩矗垢櫲萜鞯臒峁べ|(zhì)溫升值與測量容器熱工質(zhì)溫升值相同，從而獲得被測件的功率損耗。此方法可以有效解決傳統(tǒng)定標(biāo)量熱法定標(biāo)過程和測量過程不一致的問題，但被測件功率損耗不同時，很難實現(xiàn)全自動測量，尤其是當(dāng)被測件損耗與參考熱源最大功率相差較大時，跟蹤過程甚至?xí)霈F(xiàn)溫度失調(diào)的情況。
為此，本文提出了一種將功率損耗預(yù)估和溫度跟蹤相結(jié)合的量熱測量方法，通過解決量熱法的固有誤差以提高測量精度，進(jìn)一步對被測件功率損耗進(jìn)行預(yù)估，控制調(diào)整參考電阻的功率，從而實現(xiàn)量熱法在不同工況、較小損耗被測件功率的測量。建立了基于LabVIEW具有人機(jī)交互功能的測量系統(tǒng)，通過設(shè)計不同功率損耗的實驗方案驗證了實驗系統(tǒng)的精度。
