CN113219251A - 一种绕组交流电阻测量方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种绕组交流电阻测量方法及系统，包括：从被测绕组中随机选择单股线作为辅助绕组；采用四端对阻抗测量方式测量被测绕组的交流电阻值。优点：与现有技术相比，具有以下优势：无需在被测磁性元件中额外布置辅助绕组，降低了工程实施难度；提高了辅助绕组与被测绕组的耦合程度，可用于大功率绕组的交流电阻高精度测量，同时扩大了测量频率范围。

Description

一种绕组交流电阻测量方法及系统
技术领域
本发明涉及一种绕组交流电阻测量方法及系统，属于变压器、电感等磁性元件及其参数测量技术领域。
背景技术
提高变压器、电感等磁性元件的工作频率是大幅减小其体积和质量的主要手段，为提高系统功率密度、降低体统造价提供了可能。在大功率高频磁性元件设计中，采用利兹线绕组是减小高频绕组损耗的有效方法。利兹线绕组的复杂结构使得绕组交流电阻计算十分困难，因此研究可靠的绕组损耗测量方法具有重要意义。
为了降低磁性元件中感应电压对绕组交流电阻测量精度的影响，在磁性元件中设置辅助绕组从而引入额外测量节点是提高测量精度的有效方法。辅助绕组与被测绕组的耦合程度决定了可测量的绕组阻值范围和频率范围，耦合程度越高则可测量更低阻值和更高频率的绕组。目前基于辅助绕组的绕组损耗方法主要存在以下缺点：（1）需要在被测磁性元件中额外布置辅助绕组，增大了工程实施难度，在高功率密度设计中可能没有足够空间用于布置辅助绕组；（2）辅助绕组与被测绕组耦合程度不高，限制了其在大功率高频领域的应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种绕组交流电阻测量方法及系统。
为解决上述技术问题，本发明提供一种绕组交流电阻测量方法，包括：
从被测绕组中随机选择单股线作为辅助绕组；
采用四端对阻抗测量方式测量被测绕组的交流电阻值。
进一步的，所述辅助绕组除端部外与被测绕组相互绝缘。
进一步的，所述辅助绕组一端与被测绕组对应端等电位连接作为公共端，辅助绕组另一端与被测绕组对应端无直接电气连接，分别为辅助绕组独立端和被测绕组独立端。
进一步的，所述采用四端对阻抗测量方式测量被测绕组的交流电阻值的过程包括：
获取被测绕组所处的工作频率；
获取公共端的电信号，传输至阻抗测量仪器的电流激励支路高电位；
获取辅助绕组独立端的电信号，传输至阻抗测量仪器的电压测量点；
获取被测绕组独立端的电信号，分别传输至阻抗测量仪器的电压测量参考地和电流激励支路低电位；
通过阻抗测量仪器输出测得的阻抗值的实数部分作为当前工作频率下的交流电阻。
进一步的，若测量的被测绕组为变压器绕组时，将变压器中被测绕组以外的绕组短接。
一种绕组交流电阻测量系统，包括：
选择模块，用于从被测绕组中随机选择单股线作为辅助绕组；
测量模块，用于采用四端对阻抗测量方式测量被测绕组的交流电阻值。
进一步的，所述辅助绕组除端部外与被测绕组相互绝缘。
进一步的，所述辅助绕组一端与被测绕组对应端等电位连接作为公共端，辅助绕组另一端与被测绕组对应端无直接电气连接，分别为辅助绕组独立端和被测绕组独立端。
进一步的，所述采用四端对阻抗测量方式测量被测绕组的交流电阻值的连接关系为：
所述公共端电连接阻抗测量仪器的电流激励支路高电位，所述辅助绕组独立端电连接阻抗测量仪器的电压测量点，所述被测绕组独立端分别电连接阻抗测量仪器的电压测量参考地和电流激励支路低电位。
进一步的，若测量的被测绕组为变压器绕组时，将变压器中被测绕组以外的绕组短接。
本发明所达到的有益效果：
（1）无需在被测磁性元件中额外布置辅助绕组，降低了工程实施难度；
（2）提高了辅助绕组与被测绕组的耦合程度，可用于大功率绕组的交流电阻高精度测量，同时扩大了测量频率范围。
附图说明
图1为利兹线绕组及其辅助绕组示意图；
图2为电感绕组交流电阻测量方法示意图；
图3为变压器绕组交流电阻测量方法示意图。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-3所示，一种绕组交流电阻测量方法，包括：
从被测绕组1中随机选择单股线作为辅助绕组2；
采用四端对阻抗测量方式测量被测绕组的交流电阻值。
所述辅助绕组2除端部外与被测绕组1相互绝缘。
所述辅助绕组2一端与被测绕组1对应端等电位连接作为公共端，辅助绕组2另一端与被测绕组1对应端无直接电气连接，分别为辅助绕组独立端和被测绕组独立端。
所述采用四端对阻抗测量方式测量被测绕组的交流电阻值的过程包括：
获取被测绕组1所处的工作频率；
获取公共端的电信号，传输至阻抗测量仪器的电流激励支路高电位；
获取辅助绕组独立端的电信号，传输至阻抗测量仪器的电压测量点；
获取被测绕组独立端的电信号，分别传输至阻抗测量仪器的电压测量参考地和电流激励支路低电位；
通过阻抗测量仪器输出测得的阻抗值的实数部分作为当前工作频率下的交流电阻。
相应的本发明还提供一种绕组交流电阻测量系统，包括：
选择模块，用于从被测绕组1中随机选择单股线作为辅助绕组2；
测量模块，用于采用四端对阻抗测量方式测量被测绕组的交流电阻值。
所述辅助绕组2除端部外与被测绕组1相互绝缘。
所述辅助绕组（2）一端与被测绕组（1）对应端等电位连接作为公共端，辅助绕组2另一端与被测绕组1对应端无直接电气连接，分别为辅助绕组独立端和被测绕组独立端。
所述采用四端对阻抗测量方式测量被测绕组的交流电阻值的连接关系为：
所述公共端电连接阻抗测量仪器的电流激励支路高电位，所述辅助绕组独立端电连接阻抗测量仪器的电压测量点，所述被测绕组独立端分别电连接阻抗测量仪器的电压测量参考地和电流激励支路低电位。
若测量的被测绕组1为变压器绕组时，将变压器中被测绕组1以外的绕组短接。
实施例1，如图1所示的被测绕组和辅助绕组的示意图，被测绕组1为多股漆包绞线（利兹线），辅助绕组2为被测绕组1中随机选取的单股线，辅助绕组2与为被测绕组1中其他股线相互绝缘。由于无需在被测磁性元件中额外布置辅助绕组，故降低了工程实施难度。被测绕组1两端分别为B和A，辅助绕组2两端分别为b和a，被测绕组1的B端与辅助绕组2的b端等电位连接，被测绕组1的A端与辅助绕组2的a端无直接电气连接。由于被测绕组1内部紧密绞合，故辅助绕组2与被测绕组1之间的耦合程度远大于额外布置辅助绕组时的耦合程度，可用于大功率绕组的交流电阻高精度测量，同时扩大测量频率范围。
图2示出了采用本发明的方法测量电感绕组交流电阻的一个实施例，该实施例包含阻抗测量仪器4和被测电感5，阻抗测量仪器4对外接口为四端对阻抗测量接口：HCUR（电流激励支路高电位）、HPOT（电压测量点）、LPOT（电压测量参考地）、LCUR（电流激励支路低电位）。HCUR连接被测绕组1和辅助绕组2的公共电位端B，HPOT连接辅助绕组2的a端，LPOT连接被测绕组1的A端，LCUR连接被测绕组1的A端。在电感5工作频率下，阻抗测量仪器4测得阻抗值的实数部分即为被测绕组1在该频率下的交流电阻。
实施例2，图3示出了采用本发明的方法测量变压器绕组交流电阻的一个实施例，该实施例包含阻抗测量仪器4和被测变压器3。将被测变压器3中除被测绕组1和辅助绕组2外的其他绕组短接，阻抗测量仪器4与被测绕组1及辅助绕组2的连接方式与实施例1中的方式相同。
本发明与现有技术相比，具有以下优势：（1）无需在被测磁性元件中额外布置辅助绕组，降低了工程实施难度；（2）提高了辅助绕组与被测绕组的耦合程度，可用于大功率绕组的交流电阻高精度测量，同时扩大了测量频率范围。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种绕组交流电阻测量方法，其特征在于，包括：
从被测绕组（1）中随机选择单股线作为辅助绕组（2）；
采用四端对阻抗测量方式测量被测绕组的交流电阻值。
2.根据权利要求1所述的绕组交流电阻测量方法，其特征在于，所述辅助绕组（2）除端部外与被测绕组（1）相互绝缘。
3.根据权利要求1所述的绕组交流电阻测量方法，其特征在于，所述辅助绕组（2）一端与被测绕组（1）对应端等电位连接作为公共端，辅助绕组（2）另一端与被测绕组（1）对应端无直接电气连接，分别为辅助绕组独立端和被测绕组独立端。
4.根据权利要求3所述的绕组交流电阻测量方法，其特征在于，所述采用四端对阻抗测量方式测量被测绕组的交流电阻值的过程包括：
获取被测绕组（1）所处的工作频率；
获取公共端的电信号，传输至阻抗测量仪器的电流激励支路高电位；
获取辅助绕组独立端的电信号，传输至阻抗测量仪器的电压测量点；
获取被测绕组独立端的电信号，分别传输至阻抗测量仪器的电压测量参考地和电流激励支路低电位；
通过阻抗测量仪器输出测得的阻抗值的实数部分作为当前工作频率下的交流电阻。
5.根据权利要求4所述的绕组交流电阻测量方法，其特征在于，若测量的被测绕组（1）为变压器绕组时，将变压器中被测绕组（1）以外的绕组短接。
6.一种绕组交流电阻测量系统，其特征在于，包括：
选择模块，用于从被测绕组（1）中随机选择单股线作为辅助绕组（2）；
测量模块，用于采用四端对阻抗测量方式测量被测绕组的交流电阻值。
7.根据权利要求6所述的绕组交流电阻测量系统，其特征在于，所述辅助绕组（2）除端部外与被测绕组（1）相互绝缘。
8.根据权利要求6所述的绕组交流电阻测量系统，其特征在于，所述辅助绕组（2）一端与被测绕组（1）对应端等电位连接作为公共端，辅助绕组（2）另一端与被测绕组（1）对应端无直接电气连接，分别为辅助绕组独立端和被测绕组独立端。
9.根据权利要求8所述的绕组交流电阻测量系统，其特征在于，所述采用四端对阻抗测量方式测量被测绕组的交流电阻值的连接关系为：
所述公共端电连接阻抗测量仪器的电流激励支路高电位，所述辅助绕组独立端电连接阻抗测量仪器的电压测量点，所述被测绕组独立端分别电连接阻抗测量仪器的电压测量参考地和电流激励支路低电位。
10.根据权利要求9所述的绕组交流电阻测量系统，其特征在于，若测量的被测绕组（1）为变压器绕组时，将变压器中被测绕组（1）以外的绕组短接。
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