(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210662587.7 (22)申请日 2022.06.13 (71)申请人 山东大学 地址 250061 山东省济南市历下区经十路 17923号 申请人 国网河南省电力公司电力科 学研究 院 (72)发明人 张黎　王伟　王昊　王东晖　 王磊磊　张壮壮　孙优良　邹亮　 (74)专利代理 机构 济南圣达知识产权代理有限 公司 372 21 专利代理师 张庆骞 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/17(2020.01)G06F 111/04(2020.01) (54)发明名称 基于电流密度不变的换流变压器振动缩比 模型设计方法 (57)摘要 本发明公开一种基于电流密度不变的换流 变压器振动缩比模型设计方法， 包括： 根据几何 参数缩比准则确定缩比模型的长度、 面积、 体积 和线圈匝数； 根据绕组电流密度不变的电磁场参 数缩比准则确定缩比模型的绕组电流、 磁通密 度、 绕组电阻和电压； 根据频率与周 期缩比准则 确定缩比模 型的工作频率和工作周期； 根据结构 参数与振动特征缩比准则确定缩比模型的绕组 质量、 刚度系数、 固有频率、 洛伦兹力、 磁致伸缩 力、 绕组振动加速度和铁芯振动加速度； 根据铁 芯叠片方式、 绕组绕制方式构建换流变压器多场 耦合模型， 对 换流变压器多场耦合模 型根据四类 缩比准则进行相似处理， 得到缩比模型。 有效减 少换流变 压器制备前不必要的资源浪费。 权利要求书2页 说明书12页 附图14页 CN 114925579 A 2022.08.19 CN 114925579 A 1.基于电流密度不变的换流变压器振动缩比模型设计方法， 其特 征在于， 包括： 根据几何参数缩比准则确定缩比模型的长度、 面积、 体积和线圈匝数； 根据绕组电流密度不变的 电磁场参数缩比准则确定缩比模型的绕组电流、 磁通密度、 绕组电阻和电压； 根据频率与周期缩比准则确定缩比模型的工作频率和工作周期； 根据结构参数与振动特征缩比准则确定缩比模型的绕组质量、 刚度系数、 固有频率、 洛 伦兹力、 磁致伸缩力、 绕组振动加速度和铁芯振动加速度； 根据铁芯叠片方式、 绕组绕制方式构建换流变压器多场耦合模型， 对换流变压器多场 耦合模型根据四类缩比准则进行相似处 理， 得到缩比模型。 2.如权利要求1所述的基于电流密度不变的换流变压器振动缩比模型设计方法， 其特 征在于， 铁 芯叠片方式包括， 根据换流变压器铁芯实际尺寸， 将铁 芯等效为若干片从内至外 面积依次减小的硅钢片相互叠加， 且 包括三个铁芯柱， 铁芯柱之间由铁芯轭相连。 3.如权利要求1所述的基于电流密度不变的换流变压器振动缩比模型设计方法， 其特 征在于， 绕组绕制方式包括， 换流变压器的网侧绕组为纠结 ‑连续‑纠结式绕组， 网侧绕组的 首末两端采用纠结式结构， 其 他位置采用连续式结构。 4.如权利要求1所述的基于电流密度不变的换流变压器振动缩比模型设计方法， 其特 征在于， 所述几何参数缩比准则包括： 缩比模型 的尺寸按照缩比系数k等比例缩小， 长度为 原模型的k 倍， 面积为原模型的k2倍， 体积为原模型的k3倍， 线圈匝数与原模型一 致。 5.如权利要求1所述的基于电流密度不变的换流变压器振动缩比模型设计方法， 其特 征在于， 电磁场参数缩比准则包括： 绕组电流为原模型的k2倍， 磁通密度为原模型的k倍， 绕 组电阻为原模型的k‑1倍， 电压为原模型的k 倍。 6.如权利要求1所述的基于电流密度不变的换流变压器振动缩比模型设计方法， 其特 征在于， 频率与周期缩比准则包括： 工作频率 为原模型的k‑2倍， 工作周期为原模型的k2倍。 7.如权利要求1所述的基于电流密度不变的换流变压器振动缩比模型设计方法， 其特 征在于， 结构参数与振动特征缩比准则包括： 绕组质量为原模型的k3倍， 刚度系数为原模型 的k倍， 固有频率为原模型的k‑1倍， 洛伦兹力为原模型的k4倍， 磁致伸缩力为原模型的k2倍， 绕组振动加速度为原模型的k‑1倍， 铁芯振动加速度为原模型的k‑3倍。 8.基于电流密度不变的换流变压器振动缩比模型设计系统， 其特 征在于， 包括： 第一缩比模块， 被配置为根据几何参数缩比准则确定缩比模型的长度、 面积、 体积和线 圈匝数； 第二缩比模块， 被配置为根据绕组电流密度不变的电磁场 参数缩比准则确定缩比模型 的绕组电流、 磁通密度、 绕组电阻和电压； 第三缩比模块， 被配置为根据频率与周期缩比准则确定缩比模型的工作 频率和工作周 期； 第四缩比模块， 被配置为根据结构参数与振动特征缩比准则确定缩比模型的绕组质 量、 刚度系数、 固有频率、 洛伦兹力、 磁致伸缩力、 绕组振动加速度和铁芯振动加速度； 相似处理模块， 被配置为根据铁芯叠片方式、 绕组绕制方式构建换流变压器多场耦合 模型， 对换流变压器多场耦合模型根据四类缩比准则进行相似处 理， 得到缩比模型。 9.一种电子设备， 其特征在于， 包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114925579 A 2上运行的计算机指 令， 所述计算机指 令被处理器运行时， 完成权利要求 1‑7任一项所述的方 法。 10.一种计算机可读存储介质， 其特征在于， 用于存储计算机指令， 所述计算机指令被 处理器执行时， 完成权利要求1 ‑7任一项所述的方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114925579 A 3