Nonlinear Inductor
带有非线性磁芯的电感线圈。
类型: AcausalElectricPowerSystems.Passive.NonlinearInductor
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说明
单元 Nonlinear Inductor 是一个具有非理想磁芯的电感线圈。磁芯可能因其磁性和尺寸而非理想。该模块提供以下参数设置选项：
一个饱和点
电压、电流和磁通量之间的关系由以下公式定义：
（达到饱和点）
(饱和点之后）
其中
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- 终端电压。
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- 通过终端的电流。
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- 通过电感器的电流。
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- 寄生并联电导。
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- 绕组匝数
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- 磁通量
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- 磁通饱和偏置
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- 非饱和电感
-
- 饱和电感
磁通量随电流变化的特性
电压、电流和磁通量之间的关系由以下公式确定：
在哪里？
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- 终端电压。
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- 通过终端的电流。
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- 通过电感器的电流。
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- 寄生并联电导。
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- 绕组匝数
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- 磁通量
磁通量是通过由电流值矢量和相应磁通量值矢量组成的一维表确定的。可以使用负值和正值来指定这些矢量，也可以只使用正值。如果只使用正值数据，矢量必须从 0 开始，而负值数据将通过相对于点（0,0）的对称映射自动计算。
磁感应强度与磁场强度的关系特征
电压、电流和磁通量之间的关系由以下公式定义：
在哪里？
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- 终端电压。
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- 通过终端的电流。
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- 通过电感器的电流。
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- 寄生并联电导。
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- 绕组匝数
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- 磁通量
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- 磁感应强度
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- 磁场强度
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- 有效磁芯长度
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- 铁芯有效截面积。
磁感应强度是通过一个由磁场强度值矢量和相应磁感应强度值矢量组成的一维表格确定的。可以使用负值和正值来指定这些矢量，也可以只使用正值。如果只使用正值数据，矢量必须从 0 开始，而负值数据将通过相对于点（0,0）的对称映射自动计算。
磁感应强度与磁场强度之间的磁滞关系表征
电压、电流和磁通量之间的关系由以下公式定义：
在哪里？
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- 终端电压。
-
- 通过终端的电流。
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- 通过电感器的电流。
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- 寄生并联电导。
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- 绕组匝数
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- 磁通量
-
- 磁感应强度
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- 磁常数
-
- 磁场强度
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- 铁芯磁化
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- 有效磁芯长度
-
- 磁芯有效横截面积
磁化会导致磁感应强度增加，而磁感应强度的大小取决于磁场强度 H 的当前值及其先前的时间变化。吉尔斯-阿瑟顿模型方程用于确定任意时间点的 M。
吉尔斯-阿瑟顿方程的出发点是将磁化效应分为两部分，其中一部分纯粹是有效场强 ( ) 的函数，另一部分是不可逆的，取决于过去的历史：
部分称为磁滞磁化，因为它没有磁滞。它由以下关于有效场强当前值的函数来描述： ：
该函数定义了一条饱和曲线，其极限值为 ，饱和点由磁滞曲线的形状系数 的值决定。粗略地说，它可以描述两条磁滞曲线的平均值。在程序块中 Nonlinear Inductor 值设置为 和 B-H 磁滞曲线上的点 ，并以此确定 和 的值。
参数 是可逆磁化系数，决定了哪些行为由 决定，哪些行为由不可逆项 决定。在 Giles-Atherton 模型中，不可逆项由磁场强度的偏导数决定：
将该方程与标准一阶微分方程进行比较后发现，随着场强 H 的增加，不可逆项 与可逆项 相随，但增益可变 。
跟踪误差的作用是在 δ 符号变化处产生滞后。形成不可逆特性的主要参数是 K，即体耦合系数。参数 称为域间耦合系数，也用于确定用于构建磁滞曲线的有效场强：
的值会影响磁滞曲线的形状：它越大，曲线与 B 轴的交点就越高。不过，需要注意的是， ，在 时必须为正值，在 时必须为负值，这是保持稳定的必要条件。因此，并非所有 α 值都可以接受；典型的最大值为 1e-3。
查找 Giles-Atherton 方程系数近似值的步骤
下面的步骤可用于确定方程系数的合适参数：
-
指定参数值*H 为零时的无滞后 B-H 梯度* ( at ) 加上无滞后 B-H 曲线上的数据点 。根据这些值，在区块初始化过程中确定 和 的值。
-
设置*可逆磁化系数 c* 的值，以便在从 点开始运行模拟时获得正确的初始 B-H 导数。 的值近似等于该初始导数与 H 为零时*静磁力 B-H 梯度的比值。 的值必须大于
0，小于1。 -
当 处于正滞后曲线上时，将 Bulk 耦合系数 K 的值设置为近似等于 的值。
-
从 的极小值开始，逐渐增大该值，以便在与 相交时调整 的值。典型值范围为
1e-4至1e-3。过大的值会导致 B-H 曲线的导数趋于无穷大，这是不符合实际情况的，会导致运行时断言错误。
可能需要多次执行这些步骤才能与预定义的 B-H 曲线很好地匹配。
参数
参数化 - 块参数化
单一饱和点（默认）` | 单一电感（线性）` | 磁通量与电流特性` | 磁通密度与磁场强度特性` | 磁通密度与磁场强度特性（带磁滞
选择以下一种块参数化方法：
-
单饱和点（默认）` - 指定匝数、不饱和电感和寄生并联电导的值。
-
单电感（线性）"--指定匝数、非饱和和饱和电感、饱和磁通和寄生并联电导的值。该选项默认使用。
-
磁通量与电流的关系特性"- 除匝数和寄生并联电导值外，还需指定电流矢量和磁通量矢量，以完成磁通量与电流的关系特性表。
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磁通密度与磁场强度关系特性"- 除匝数和寄生并联电导值外，还需给出磁芯的有效长度和横截面积值以及磁场强度矢量和磁感应强度矢量，以完成磁感应强度与磁场强度关系表。
-
带磁滞的磁通密度与磁场强度特性"- 除了磁芯的匝数、有效长度和横截面积外，还给出了 B-H 磁滞曲线的初始导数值、B-H 曲线上特定点的磁感应强度和磁场强度，以及可逆磁化系数、体积耦合系数和域间耦合系数，以确定磁感应强度作为电流值和磁场强度历史的函数。
匝数 - 总匝数
10（默认值）
绕在电感器磁芯上的导线总圈数。
非饱和电感 - 非饱和电感
2e-4H（默认值）。
电感器在线性区域工作时使用的电感值。
依赖关系
当*参数化*选择 "单电感（线性）"或 "单饱和点 "时，将使用该参数。
饱和电感 - 饱和电感
1e-4H（默认值）`。
电感器在饱和区工作时使用的电感值。
依赖关系
该参数仅在*参数化*选择 "单饱和点 "时使用。
饱和磁通量 - 饱和磁通量
1.3e-05Wb（默认值）`。
电感器出现饱和时的磁通量值。
依赖关系
该参数仅在*参数化*选择 "单饱和点 "时使用。
电流矢量，i - 电流值矢量
[0，.64，1.28，1.92，2.56，3.2] A（默认）。
用于填充磁通量-电流相关表的电流值。
依赖关系
当 "磁通量与电流特性 "被选中用于*参数化*时，将使用该参数。
磁通量矢量，Φ，Wb - 磁通量值矢量
[0, 1.29, 2, 2.27, 2.36, 2.39] .* 1e-5 Wb（默认值）。
用于填写磁通量-电流相关性表的磁通量值。
依赖关系
当*参数化*选择 "磁通量与电流特性 "时，将使用该参数。
磁场强度矢量，H - 磁场强度值矢量
[0、200、400、600、800、1000] A/m （默认值）`。
磁场强度值用于填写磁感应强度与磁场强度的关系表。
依赖关系
当*参数化*选择 "磁通量与电流特性 "时，将使用该参数。
磁通密度矢量，B - 磁感应强度值矢量
[0，.81，1.25，1.42，1.48，1.49] T（默认）`。
用于填写磁感应强度与磁场强度关系表的磁感应强度值。
依赖关系
当*参数化*选择 "磁通量与电流特性 "时，将使用该参数。
有效长度 - 磁芯的有效长度
0.032米（默认值）"。
磁芯的有效长度，即磁通路径的平均长度。
依赖关系
在*参数化*中选择 "磁通密度与磁场强度特性 "或 "磁通密度与磁场强度特性（带磁滞）"时，将使用该参数。
有效截面积，㎡ - 有效截面积
1.6e-5 m^2（默认值）`。
磁芯的有效截面积，即磁通路径的平均面积。
依赖关系
在*参数化*中选择 "磁通密度与磁场强度特性 "或 "磁通密度与磁场强度特性（带磁滞）"时，将使用该参数。
当 H 为零时的磁滞 B-H 梯度，T⋅m/A 是零磁场强度附近磁滞 B-H 曲线的导数
0.005 m*T/A（默认值）。
零场强附近无磁滞（无滞后）B-H 曲线的导数。设置为正磁滞和负磁滞曲线导数的平均值。
依赖关系
在*参数化*中选择 "磁通密度与磁场强度特性（带磁滞）"时，将使用该参数。
磁滞 B-H 曲线上的磁通密度点 - 磁滞 B-H 曲线上某点的磁感应强度值
1.49T（默认值）"。
指定磁滞曲线上某一点的磁感应强度值。最精确的选项是选择正磁滞曲线和负磁滞曲线重合时的高磁场强度点。
依赖关系
在*参数化*中选择 "磁通密度随磁场强度变化的磁滞特性 "时，将使用该参数。
对应磁场强度 - 对应磁场强度
1000A/m（默认值）
对应磁场强度*-对应磁场强度 `1000A/m（默认值）-对应磁场强度 `1000A/m（默认值）-对应磁场强度 `1000A/m（默认值）*-对应磁场强度
依赖关系
在*参数化*中选择 "磁通密度与磁场强度特性（带磁滞）"时，将使用该参数。
可逆磁化系数，c - 可逆磁化系数
0.1（默认值）"。
可逆磁化率。该值必须大于零，小于一。
依赖关系
当*参数化*选择 "磁通密度与磁场强度特性（带磁滞）"时，将使用该参数。
体耦合系数，K - 体耦合系数
`200 A/m （默认值）
吉尔斯-阿瑟顿模型的一个参数，主要决定 B-H 曲线与零磁感应强度线交叉时的磁场强度值。
依赖关系
当 "磁通密度与磁场强度特性（带磁滞）"选择*参数化*时，将使用该参数。
域间耦合系数，α - 域间耦合系数
1e-4（默认值）"。
Giles-Atherton 参数，主要影响 B-H 曲线与零场强线的交点。典型值范围为 1e-4`至 `1e-3。
依赖关系
在*参数化*中选择 "磁通密度与磁场强度特性（带磁滞）"时，将使用该参数。
寄生并联电导 - 寄生并联电导
`1e-9 1/欧姆（默认值） `
该参数用于表示微小的寄生效应。某些电路拓扑建模可能需要较小的并联电导。
插值选项 - 插值选项
线性（默认） | 平滑
搜索表插值选项。从以下插值方法中选择一种：
-
线性"--选择该选项可获得最佳性能。
-
平滑"- 选择该选项可获得具有连续一阶导数的连续曲线。
指定状态 - 指定初始状态的选项
电流（默认）` | 磁通量`。
选择适当的选项来指定初始状态：
-
电流"- 根据通过电感器的初始电流 (iL) 设置电感器的初始状态。该选项默认使用。
-
磁通量"- 通过磁通量设置电感器的初始状态。
依赖关系
如果在*参数化*中选择了 "磁通密度与磁场强度特性（带磁滞）"，则不会使用此参数。
初始电流 - 初始电流
`0 A（默认值）
用于计算零时磁通量值的初始电流值。这是流经电感器的电流。它包括通过电感器的电流和通过寄生并联电导的电流。
依赖关系
该参数仅在*指定初始状态*中选择了 "电流 "时使用。
初始磁通量 - 初始磁通量
0 Wb（默认值）`。
零时刻的磁通量值。
依赖关系
该参数仅在*指定初始状态*中选择了 "磁通量 "时使用。
初始磁通密度 - 初始磁感应强度
0 T（默认值
零时刻的磁感应强度值。
依赖关系
在*参数化*中选择 "磁通密度与磁场强度特性（带磁滞）"时，将使用该参数。
初始磁场强度 - 初始磁场强度
0 A/m （默认值）` - 初始磁场强度
零时刻的磁场强度值。
在*参数化*中选择 "磁通密度与磁场强度特性（带磁滞）"时，将使用该参数。