[发明专利]基于光纤测温的铁心损耗和分布估计方法和装置

权利要求书

1.一种基于光纤测温的铁心损耗和分布估计装置，其特征在于，包括：铁心、漆包线、可变电压源、电阻、绝缘胶带、石棉网和光纤测温装置；

其中，所述漆包线紧密缠绕在铁心上，所述漆包线与电阻和可变电压源串联；所述光纤测温装置的光纤测温探头使用绝缘胶带牢固固定在铁心上，石棉网将铁心、线圈和光纤测温探头包裹在内，使其对外绝热；

在所述铁心预设位置布置光纤测温探头，使用绝缘耐高温胶带进行固定；在铁心表面遍布绝缘胶带，以防止漆包线绝缘层破损造成短路；在铁心上紧密缠绕所需线圈，使用绝缘胶带进行绝缘处理；将所述可变电压源、电阻、开关串联而成外电路；将所述线圈串联接入外电路，设置所述电压激励大小；记录实时温升数据和曲线；拟合温升曲线，计算得出实时损耗值；

铁心损耗估计方法包括，

可变电压源为线圈提供电压激励，因电磁感应在铁心上产生磁场，磁场在铁心产生的损耗使得铁心温度上升；

铁心损耗模型：

P_Fe＝P_f+P_c+P_e (2)

式中，P_Fe(W)为铁心损耗，P_f(W)为涡流损耗，P_c(W)为磁滞损耗，P_e(W)为附加损耗；

式中，C是与气隙和硅钢片厚度有关的系数矩阵，d为硅钢片厚度；

将上述铁心损耗作为铁心热源，得到传热公式如下：

式中，ρ(kg/m³)为铁心所使用硅钢片的密度，V(m³)为铁心体积，c_p(J/(kg.K))为定压比热容，T(K)为铁心温度，t(s)为温升时间，h(W/(m².K))为传热系数，A(m²)为铁心表面积；

石棉网严密包裹的铁心与外界绝热，因此传热系数h的值为0；式(2)可简化为：

式中硅钢片的密度ρ(kg/m³)、铁心体积V(m³)和定压比热容c_p(J/(kg.K))已知，只要求得的值就可以得出铁心损耗P_Fe(W)，进一步得到铁心单位质量损耗p_Fe(W/kg)；

为铁心温升曲线导数，通过光纤测温可以得到铁心温升曲线数据，再经过拟合可以得到铁心温升曲线拟合函数T(t)，对其求导代入式(3)可得实时铁心损耗值。

2.如权利要求1所述的基于光纤测温的铁心损耗和分布估计装置，还包括计算机。

3.如权利要求2所述的基于光纤测温的铁心损耗和分布估计装置，其特征在于，光纤信号传输到计算机上，得到铁心上各点位置的实时温升曲线。

4.如权利要求3所述的基于光纤测温的铁心损耗和分布估计装置，其特征在于，光纤信号通过光纤解码器传输到计算机上。

5.一种基于光纤测温的铁心分布估计方法，其特征在于，包括：在铁心上布置多个光纤测温点，利用权利要求4所述的基于光纤测温的铁心损耗和分布估计装置测量各个光纤测温点的损耗，得出铁心上的损耗分布。

6.如权利要求5的基于光纤测温的铁心分布估计方法，其特征在于，包括：由于铁心本体结构的对称性，只需在有代表性的位置和特殊的位置布置光纤测温点，得到这些特定点上的实时损耗值，即可得到整个铁心的实时损耗分布。

7.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求5或6所述方法的步骤。

8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求5或6所述方法的步骤。

9.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求5或6所述的方法。