CN108957368A - 一种测量硅钢材料直流偏磁状态下磁特性的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种测量硅钢材料直流偏磁状态下磁特性的系统和方法，本发明所述的系统在由交流供电单元和单片磁导计构成的标准硅钢材料测量系统的基础上增加由直流电源、电感和电容组成的直流供电单元，将直流供电单元与标准的硅钢材料测量系统串联，为直流偏磁试验系统提供偏置电流，其中，直流供电单元用电容提供交流通路，使直流电源不受交流电流影响，减小了直流电源产生的直流信号波动，采用磁通计在二次绕组上测量直流磁通，所述方法实现了高磁场强度下硅钢片材料的直流偏磁特性测量，并有效地实现了交流磁场和直流磁场分离，获得了直流偏磁状态下硅钢片试样中通过的直流磁感应强度分量。

Description

一种测量硅钢材料直流偏磁状态下磁特性的系统和方法

技术领域

本发明涉及电磁测量技术领域，并且更具体地，涉及一种测量硅钢材料直流偏磁状态下磁特性的系统和方法。

背景技术

准确测量和评估电力变压器的铁心磁性能是变压器设计过程中需要考虑的主要问题之一。硅钢材料磁性能是预测变压器铁心损耗的主要依据。直流偏磁是电气设备中一种特殊的铁心磁化状态，其磁滞回线和参数定义如图1所示。被测样品处于无偏磁励磁状态时，磁感应强度的最大值(B_max)与最小值(B_min)相等，因系统中注入直流使磁滞回线发生偏移，被试样品中产生直流磁感应强度(⊿B)。

目前，国外在直流偏置磁场条件下测量硅钢材料磁性能方面，已经有了一些研究成果，德国Brockhaus公司利用一套励磁绕组制造了交直流共同作用下，硅钢材料在直流偏置磁场条件下的磁性能测量设备，但因不能测量系统中的直流磁场，无法确定直流偏磁状态下，硅钢材料中磁感应强度的直流分量⊿B。日本冈山大学利用亥母霍兹线圈产生直流磁场，配合交流励磁绕组产生交流磁通，研制了直流偏磁作用下硅钢材料磁性能测量设备，但产生直流磁场的亥母霍兹线圈尺寸较大，且励磁磁路开路，只能测量磁场较低的情况，不能测量硅钢材料在饱和状态下的偏磁特性。

发明内容

为了解决背景技术存在的在高磁场强度下无法测量硅钢材料直流偏磁特性的技术问题，本发明提供一种测量硅钢材料直流偏磁状态下磁特性的系统，所述系统包括：

交流供电单元，其与直流供电单元连接，用于生成交流电流；

直流供电单元，其与交流供电单元和单片磁导计连接，用于为交流供电单元提供交流通路并生成直流电流；

单片磁导计，其包括励磁绕组、第一二次绕组、第二二次绕组、磁通计和待测硅钢材料，其中，所述励磁绕组与直流供电单元和采样电阻串联，用于使待测硅钢材料中通过交直流叠加磁场，处于直流偏磁状态，所述磁通计和第二二次绕组并联，用于测量待测硅钢材料的直流磁通，所述第一二次绕组和第一电压采集单元并联；

采样电阻，其与单片磁导计的励磁绕组和电流采集单元连接；

第一电压采集单元，其与单片磁导计的第一二次绕组连接，用于测量待测硅钢材料的交流磁感应强度；

第二电压采集单元，其与采样电阻并联，用于采集采样电阻两端的电压波形；

电流采集单元，其与采样电阻串联，用于测量通过采样电阻的励磁电流的有效值。

进一步地，所述交流供电单元包括波形发生器、数据采集卡、低通滤波器、功率放大器和隔离变压器，其中，波形发生器用于根据设定的交流磁感应强度幅值生成励磁电压信号，所述功率放大器用于将波形发生器生成并经过低通滤波器进行过滤的励磁电压信号放大为满足设定条件的励磁电压，数据采集卡与第一电压采集单元、第二电压采集单元和电流采集单元连接，用于采集电压和电流信号。

进一步地，所述直流供电单元包括直流电源、电感和电容，其中直流电源和电感串联，用于生成直流电流信号，电容并联在直流电源和电感组成的串联电路的两端，用于为交流供电单元提供交流通路。

根据本发明的另一方面，本发明提供一种测量硅钢材料直流偏磁状态下磁特性的方法，所述方法包括：

设定在第一二次绕组上的交流磁感应强度波形为参考波形，并根据设定的交流磁感应强度的幅值生成励磁电压信号；

以交流磁感应强度波形的系数为判断依据，对励磁电压信号进行反馈控制；

根据反馈控制后生成的励磁电压信号计算交流磁感应强度波形的系数，当所述系数的偏差小于等于预设值时，测量通过第一二次绕组的励磁电压的波形，并计算第一二次绕组上生成的交流磁感应强度；

测量采样电阻两端的电压波形和励磁电流的有效值，并计算待测硅钢材料的偏磁磁场强度；

根据计算得到的交流磁感应强度和偏磁磁场强度计算交流磁极化强度和待测硅钢材料的比损耗，并生成交流磁极化强度波形；

利用磁通计通过第二二次绕组测量待测硅钢材料的直流磁通，并根据直流磁通计算待测硅钢材料的直流磁极化强度；

根据励磁电压和励磁电流的有效值计算待测硅钢材料的比视在功率。

进一步地，在设定在第一二次绕组上的交流磁感应强度波形为参考波形，并根据设定的交流磁感应强度的幅值生成励磁电压信号之前还包括对待测硅钢材料进行退磁。

进一步地，设定在第一二次绕组上的交流磁感应强度波形为参考波形，并根据设定的交流磁感应强度的幅值生成励磁电压信号包括根据设定的交流磁感应强度的幅值，由波形发生器生成励磁电压信号，再经功率放大器生成满足设定条件的励磁电压信号，所述励磁电压表达式为：

式中，u(t)——信号发生器生成的励磁电压，V；

G——功率放大器设置的增益系数；

进一步地，以交流磁感应强度波形的系数为判断依据，对励磁电压信号进行反馈控制的反馈算法的公式为：

式中，i——迭代次数；

u₍₁₎——励磁电压的基波，V；

u₂₍₁₎——第一二次绕组的电压的基波，V；

k——比例控制系数；

u_de——设定的第一二次绕组的电压，V；

进一步地，根据反馈控制后生成的励磁电压信号计算交流磁感应强度波形的系数的计算公式为：

式中，FF——波形系数；

U_eff——励磁电压有效值，V；

其中，所述励磁电压有效值U_eff和励磁电压平均值的计算公式分别为：

式中，T——励磁电压的周期，s；

u_t——公式2中的反馈控制后生成的励磁电压信号。

进一步地，所述交流磁感应强度波形系数的偏差小于等于预设值是指所述偏差小于等于±1％，其中，计算所述波形系数偏差E的计算公式为：

式中，1.1107是正弦波的波形系数；

进一步地，所述测量通过第一二次绕组的励磁电压的波形，并计算第一二次绕组上生成的交流磁感应强度的计算公式为：

式中，N₂——第一二次绕组的匝数；

A——待测硅钢材料的横截面积，m²；

u₂——第一二次绕组上的电压，V；

进一步地，测量采样电阻两端的电压波形和励磁电流的有效值，并计算待测硅钢材料的偏磁磁场强度，其中，待测硅钢材料的偏磁磁场强度的计算公式为：

式中，H——偏磁磁场强度，A/m；

N₁——励磁绕组的匝数；

U₃——采样电阻两端的电压，V；

L——单片磁导计的磁路长度，m；

R——采样电阻的电阻值，Ω。

进一步地，根据计算得到的交流磁感应强度和偏磁磁场强度计算交流磁极化强度和待测硅钢材料的比损耗，其计算公式分别为：

J＝B-μ₀H 公式9

式中，J——交流磁极化强度，T；

B——交流磁感应强度，T；

H——偏磁磁场强度，A/m；

μ₀——真空磁导率，H/m；

式中，P——待测硅钢材料的比损耗，W/kg；

ρ——待测硅钢材料的密度，kg/m³。

进一步地，利用磁通计通过第二二次绕组测量待测硅钢材料的直流磁通，并根据直流磁通计算待测硅钢材料的直流磁极化强度的计算公式为：

式中，ΔB——直流磁感应强度，T；

ΔΦ——直流磁通量，Wb；

A——待测硅钢材料的横截面积，m²。

ΔJ＝ΔB-μ₀H 公式12

式中，ΔJ——直流磁极化强度，T；

ΔB——直流磁感应强度，T；

H——偏磁磁场强度，A/m；

μ₀——真空磁导率，H/m；

进一步地，根据励磁电压和励磁电流的有效值计算待测硅钢材料的比视在功率的计算公式为：

式中，S——比视在功率，VA/kg；

——励磁电压有效值，V；

——励磁电流有效值，A；

V——待测硅钢材料的有效体积，m³；

ρ——待测硅钢材料的密度，kg/m³；

由于励磁电压有效值和励磁电流有效值的计算公式分别为：

式中，——励磁电压有效值，V；

——励磁电流有效值，A；

A——待测硅钢材料的横截面积，m²；

L——单片磁导计的磁路长度，m；

N₂——第一二次绕组的匝数；

H——偏磁磁场强度，A/m，通过测量采样电阻两端的电压波形得到；

通过测量励磁绕组两端的电压波形得到；

将公式14和公式15代入公式13中，可得到比视在功率的计算公式如下：

式中，ρ——待测硅钢材料的密度，kg/m³；

H——偏磁磁场强度，A/m，通过测量采样电阻两端的电压波形得到；

通过测量励磁绕组两端的电压波形得到。

本发明所提供的技术方案采用交直流叠加励磁的方式，利用二次绕组和磁通计测量硅钢材料中的直流磁场，从而有效实现了高磁场强度下硅钢材料直流偏磁特性测量，并有效解决了闭合磁路条件下，硅钢材料在直流偏磁状态下交直流磁场分离，为硅钢材料直流偏磁特性在变压器设计上的应用提供基础磁特性数据。根据本发明测量的硅钢材料直流偏磁特性曲线，可准确估算变压器铁芯直流偏磁特性，为分析变压器耐受直流偏磁能力提供了重要基础。

附图说明

通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：

图1是直流偏磁参数定义图；

图2是本发明具体实施方式的测量硅钢材料在直流偏磁状态下的磁特性的系统的结构图；

图3是本发明具体实施方式的测量硅钢材料在直流偏磁状态下的磁特性的方法的流程图；

图4是本发明具体实施方式的测量硅钢材料在直流偏磁状态下的磁特性的测量结果示意图。

具体实施方式

现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

图2是本发明具体实施方式的测量硅钢材料直流偏磁状态下的磁特性的系统的结构图。如图2所示，本发明所述的测量硅钢材料直流偏磁状态下的磁特性的系统200包括：

交流供电单元201，其与直流供电单元202连接，用于生成交流电流。

在本实施例中，所述交流供电单元201包括波形发生器211、数据采集卡212、低通滤波器213、功率放大器214和隔离变压器215，其中，波形发生器211用于根据设定的交流磁感应强度幅值生成励磁电压信号，所述功率放大器214用于将波形发生器211生成并经过低通滤波器213进行过滤的励磁电压信号放大为满足设定条件的励磁电压，数据采集卡212与第一电压采集单元205、第二电压采集单元206和电流采集单元207连接，用于采集电压和电流信号。

直流供电单元202，其与交流供电单元201和单片磁导计203连接，用于为交流供电单元201提供交流通路并生成直流电流。

在本实施例中，所述直流供电单元202包括直流电源221、电感222和电容223，其中直流电源221和电感222串联，用于生成直流电流信号，电容223并联在直流电源221和电感222组成的串联电路的两端，用于为交流供电单元提供交流通路。其中，将直流电源221与励磁绕组231串联，使待测硅钢材料中通过交直流叠加磁场，处于直流偏磁状态。将电感222与直流电源221串联，并在直流电源221和电感222的串联电路两端并联电容223，减小直流电源中通过的交流电流，起到保护直流电源的作用。

单片磁导计203，其包括励磁绕组231、第一二次绕组232、第二二次绕组233、磁通计234和待测硅钢材料235，其中，所述励磁绕组231与直流供电单元202和采样电阻204串联，用于使待测硅钢材料235中通过交直流叠加磁场，处于直流偏磁状态，所述磁通计234和第二二次绕组233并联，用于测量待测硅钢材料235的直流磁通，所述第一二次绕组232和第一电压采集单元205并联；

采样电阻204，其与单片磁导计的励磁绕组231和电流采集单元207连接；

第一电压采集单元205，其与单片磁导计203的第一二次绕组232连接，用于测量待测硅钢材料235的交流磁感应强度；

第二电压采集单元206，其与采样电阻204并联，用于采集采样电阻两端的电压波形；

电流采集单元207，其与采样电阻204串联，用于测量通过采样电阻的励磁电流的有效值。

在本实施例中，所述交流供电单元和单片磁导计构成标准硅钢材料测量系统，在该系统的基础上增加直流供电单元，将直流供电单元与标准硅钢材料测量系统串联，为偏磁系统提供偏置电流。直流供电单元用电容提供交流通路，使直流电源不受交流电流影响，减小了直流电源产生的直流信号波动。采用磁通计在第二二次绕组上测量直流磁通，从而得到待测硅钢材料中磁感应强度的直流分量，达到交直流磁场分离的目的。

图3是本发明具体实施方式的测量硅钢材料直流偏磁状态下的磁特性的方法的流程图。如图3所示，本发明所述的在直流偏磁状态下测量硅钢材料的磁特性的方法300从步骤301开始。

在步骤301，对待测硅钢材料进行退磁，即对待测硅钢材料的测量从退磁状态开始，由低磁感应强度测到高磁感应强度，频率由低频测到高频。当所选的测量点的磁感应强度低于前一测量点或者改变磁化频率时，应重新退磁，其中，所述测量点是指在测量硅钢材料的磁特性前设置的交流磁感应强度或者磁场强度。

在步骤302，设定在第一二次绕组上的交流磁感应强度波形为参考波形，并根据设定的交流磁感应强度的幅值生成励磁电压信号。

在步骤303，以交流磁感应强度波形的系数为判断依据，对励磁电压信号进行反馈控制。

在步骤304，根据反馈控制后生成的励磁电压信号计算交流磁感应强度波形的系数，当所述系数的偏差小于等于预设值时，测量通过第一二次绕组的励磁电压的波形，并计算第一二次绕组上生成的交流磁感应强度。

在步骤305，测量采样电阻两端的电压波形和励磁电流的有效值，并计算待测硅钢材料的偏磁磁场强度。

在步骤306，根据计算得到的交流磁感应强度和偏磁磁场强度计算交流磁极化强度和待测硅钢材料的比损耗，并生成交流磁极化强度波形。

在步骤307，利用磁通计通过第二二次绕组测量待测硅钢材料的直流磁通，并根据直流磁通计算待测硅钢材料的直流磁极化强度。

在步骤308，根据励磁电压和励磁电流的有效值计算待测硅钢材料的比视在功率。

优选地，设定在第一二次绕组上的交流磁感应强度波形为参考波形，并根据设定的交流磁感应强度的幅值生成励磁电压信号包括根据设定的交流磁感应强度的幅值，由波形发生器生成励磁电压信号，再经功率放大器生成满足设定条件的励磁电压信号，所述励磁电压表达式为：

式中，u(t)——信号发生器生成的励磁电压，V；

G——功率放大器设置的增益系数；

优选地，以交流磁感应强度波形的系数为判断依据，对励磁电压信号进行反馈控制的反馈算法的公式为：

式中，i——迭代次数；

u₍₁₎——励磁电压的基波，V；

u₂₍₁₎——第一二次绕组的电压的基波，V；

k——比例控制系数；

u_de——设定的第一二次绕组的电压，V；

优选地，根据反馈控制后生成的励磁电压信号计算交流磁感应强度波形的系数的计算公式为：

式中，FF——波形系数；

U_eff——励磁电压有效值，V；

其中，所述励磁电压有效值U_eff和励磁电压平均值的计算公式分别为：

式中，T——励磁电压的周期，s；

u_t——公式2中的反馈控制后生成的励磁电压信号。

优选地，所述交流磁感应强度波形系数的偏差小于等于预设值是指所述偏差小于等于±1％，其中，计算所述波形系数偏差E的计算公式为：

式中，1.1107是正弦波的波形系数；

优选地，所述测量通过第一二次绕组的励磁电压的波形，并计算第一二次绕组上生成的交流磁感应强度的计算公式为：

式中，N₂——第一二次绕组的匝数；

A——待测硅钢材料的横截面积，m²；

u₂——第一二次绕组上的电压，V；

优选地，测量采样电阻两端的电压波形和励磁电流的有效值，并计算待测硅钢材料的偏磁磁场强度，其中，待测硅钢材料的偏磁磁场强度的计算公式为：

式中，H——偏磁磁场强度，A/m；

N₁——励磁绕组的匝数；

U₃——采样电阻两端的电压，V；

L——单片磁导计的磁路长度，m；

R——采样电阻的电阻值，Ω。

优选地，根据计算得到的交流磁感应强度和偏磁磁场强度计算交流磁极化强度和待测硅钢材料的比损耗，其计算公式分别为：

J＝B-μ₀H 公式9

式中，J——交流磁极化强度，T；

B——交流磁感应强度，T；

H——偏磁磁场强度，A/m；

μ₀——真空磁导率，H/m；

式中，P——待测硅钢材料的比损耗，W/kg；

ρ——待测硅钢材料的密度，kg/m³。

优选地，利用磁通计通过第二二次绕组测量待测硅钢材料的直流磁通，并根据直流磁通计算待测硅钢材料的直流磁极化强度的计算公式为：

式中，ΔB——直流磁感应强度，T；

ΔΦ——直流磁通量，Wb；

A——待测硅钢材料的横截面积，m²。

ΔJ＝ΔB-μ₀H 公式12

式中，ΔJ——直流磁极化强度，T；

ΔB——直流磁感应强度，T；

H——偏磁磁场强度，A/m；

μ₀——真空磁导率，H/m；

优选地，根据励磁电压和励磁电流的有效值计算待测硅钢材料的比视在功率的计算公式为：

式中，S——比视在功率，VA/kg；

u₁——励磁电压有效值，V；

i₁——励磁电流有效值，A；

V——待测硅钢材料的有效体积，m³；

ρ——待测硅钢材料的密度，kg/m³；

由于励磁电压有效值u₁和励磁电流有效值i₁的计算公式分别为：

式中，u₁——励磁电压有效值，V；

i₁——励磁电流有效值，A；

A——待测硅钢材料的横截面积，m²；

L——单片磁导计的磁路长度，m；

N₂——第一二次绕组的匝数；

H——偏磁磁场强度，A/m，通过测量采样电阻两端的电压波形得到；

通过测量励磁绕组两端的电压波形得到；

将公式14和公式15代入公式13中，可得到比视在功率的计算公式如下：

式中，ρ——待测硅钢材料的密度，kg/m³；

H——偏磁磁场强度，A/m，通过测量采样电阻两端的电压波形得到；

通过测量励磁绕组两端的电压波形得到。

图4是本发明具体实施方式的测量硅钢材料在直流偏磁状态下的磁特性的测量结果示意图。在本实施例中，使用本发明所述的方法所得到结果的重复性主要取决于功率放大器和数据采集卡的精度，功率放大器增益稳定性在±100ppm，线性度偏差±0.1％，数据采集卡16bit情况下，测量B、J、H的偏差±1％，P、S的偏差±2％。

通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该【装置、组件等】”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。

Claims (14)

1.一种测量硅钢材料直流偏磁状态下磁特性的系统，其特征在于，所述系统包括：

交流供电单元，其与直流供电单元连接，用于生成交流电流；

直流供电单元，其与交流供电单元和单片磁导计连接，用于为交流供电单元提供交流通路并生成直流电流；

单片磁导计，其包括励磁绕组、第一二次绕组、第二二次绕组、磁通计和待测硅钢材料，其中，所述励磁绕组与直流供电单元和采样电阻串联，用于使待测硅钢材料中通过交直流叠加磁场，处于直流偏磁状态，所述磁通计和第二二次绕组并联，用于测量待测硅钢材料的直流磁通，所述第一二次绕组和第一电压采集单元并联；

采样电阻，其与单片磁导计的励磁绕组和电流采集单元连接；

第一电压采集单元，其与单片磁导计的第一二次绕组连接，用于测量待测硅钢材料的交流磁感应强度；

第二电压采集单元，其与采样电阻并联，用于采集采样电阻两端的电压波形；

电流采集单元，其与采样电阻串联，用于测量通过采样电阻的励磁电流的有效值。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述交流供电单元包括波形发生器、数据采集卡、低通滤波器、功率放大器和隔离变压器，其中，波形发生器用于根据设定的交流磁感应强度幅值生成励磁电压信号，所述功率放大器用于将波形发生器生成并经过低通滤波器进行过滤的励磁电压信号放大为满足设定条件的励磁电压，数据采集卡与第一电压采集单元、第二电压采集单元和电流采集单元连接，用于采集电压和电流信号。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述直流供电单元包括直流电源、电感和电容，其中直流电源和电感串联，用于生成直流电流信号，电容并联在直流电源和电感组成的串联电路的两端，用于为交流供电单元提供交流通路。

4.一种测量直流偏磁状态下硅钢材料的磁特性的方法，其特征在于，所述方法包括：

设定在第一二次绕组上的交流磁感应强度波形为参考波形，并根据设定的交流磁感应强度的幅值生成励磁电压信号；

以交流磁感应强度波形的系数为判断依据，对励磁电压信号进行反馈控制；

根据反馈控制后生成的励磁电压信号计算交流磁感应强度波形的系数，当所述系数的偏差小于等于预设值时，测量通过第一二次绕组的励磁电压的波形，并计算第一二次绕组上生成的交流磁感应强度；

测量采样电阻两端的电压波形和励磁电流的有效值，并计算待测硅钢材料的偏磁磁场强度；

根据计算得到的交流磁感应强度和偏磁磁场强度计算交流磁极化强度和待测硅钢材料的比损耗，并生成交流磁极化强度波形；

利用磁通计通过第二二次绕组测量待测硅钢材料的直流磁通，并根据直流磁通计算待测硅钢材料的直流磁极化强度；

根据励磁电压和励磁电流的有效值计算待测硅钢材料的比视在功率。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在设定在第一二次绕组上的交流磁感应强度波形为参考波形，并根据设定的交流磁感应强度的幅值生成励磁电压信号，之前还包括对待测硅钢材料进行退磁。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，设定在第一二次绕组上的交流磁感应强度波形为参考波形，并根据设定的交流磁感应强度的幅值生成励磁电压信号包括根据设定的交流磁感应强度的幅值，由波形发生器生成励磁电压信号，再经功率放大器生成满足设定条件的励磁电压信号，所述励磁电压表达式为：

式中，u(t)——信号发生器生成的励磁电压，V；

G——功率放大器设置的增益系数。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，以交流磁感应强度波形的系数为判断依据，对励磁电压信号进行反馈控制的反馈算法的公式为：

式中，i——迭代次数；

u₍₁₎——励磁电压的基波，V；

u₂₍₁₎——第一二次绕组的电压的基波，V；

k——比例控制系数；

u_de——设定的第一二次绕组的电压，V。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据反馈控制后生成的励磁电压信号计算交流磁感应强度波形的系数的计算公式为：

式中，FF——波形系数；

U_eff——励磁电压有效值，V；

——励磁电压平均值，V；

其中，所述励磁电压有效值U_eff和励磁电压平均值的计算公式分别为：

式中，T——励磁电压的周期，s；

u_t(t)——公式2中的反馈控制后生成的励磁电压信号。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述交流磁感应强度波形系数的偏差小于等于预设值是指所述偏差小于等于±1％，其中，计算所述波形系数偏差E的计算公式为：

式中，1.1107是正弦波的波形系数。

10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述测量通过第一二次绕组的励磁电压的波形，并计算第一二次绕组上生成的交流磁感应强度的计算公式为：

式中，N₂——第一二次绕组的匝数；

A——待测硅钢材料的横截面积，m²；

u₂——第一二次绕组上的电压，V。

11.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，测量采样电阻两端的电压波形和励磁电流的有效值，并计算待测硅钢材料的偏磁磁场强度，其中，待测硅钢材料的偏磁磁场强度的计算公式为：

式中，H——偏磁磁场强度，A/m；

N₁——励磁绕组的匝数；

U₃——采样电阻两端的电压，V；

L——单片磁导计的磁路长度，m；

R——采样电阻的电阻值，Ω。

12.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据计算得到的交流磁感应强度和偏磁磁场强度计算交流磁极化强度和待测硅钢材料的比损耗，其计算公式分别为：

J＝B-μ₀H 公式9

式中，J——交流磁极化强度，T；

B——交流磁感应强度，T；

H——偏磁磁场强度，A/m；

μ₀——真空磁导率，H/m；

式中，P——待测硅钢材料的比损耗，W/kg；

ρ——待测硅钢材料的密度，kg/m3。

13.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，利用磁通计通过第二二次绕组测量待测硅钢材料的直流磁通，并根据直流磁通计算待测硅钢材料的直流磁极化强度的计算公式为：

式中，ΔB——直流磁感应强度，T；

ΔΦ——直流磁通量，Wb；

A——待测硅钢材料的横截面积，m²；

ΔJ＝ΔB-μ₀H 公式12

式中，ΔJ——直流磁极化强度，T；

ΔB——直流磁感应强度，T；

H——偏磁磁场强度，A/m；

μ₀——真空磁导率，H/m。

14.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据励磁电压和励磁电流的有效值计算待测硅钢材料的比视在功率的计算公式为：

式中，S——比视在功率，VA/kg；

——励磁电压有效值，V；

——励磁电流有效值，A；

V——待测硅钢材料的有效体积，m³；

ρ——待测硅钢材料的密度，kg/m³；

由于励磁电压有效值u₁和励磁电流有效值i₁的计算公式分别为：

式中，——励磁电压有效值，V；

——励磁电流有效值，A；

A——待测硅钢材料的横截面积，m²；

L——单片磁导计的磁路长度，m；

N₂——第一二次绕组的匝数；

H——偏磁磁场强度，A/m，通过测量采样电阻两端的电压波形得到；

通过测量励磁绕组两端的电压波形得到；

将公式14和公式15代入公式13中，可得到比视在功率的计算公式如下：

式中，ρ——待测硅钢材料的密度，kg/m3；

H——偏磁磁场强度，A/m，通过测量采样电阻两端的电压波形得到；

通过测量励磁绕组两端的电压波形得到。