低温高速永磁电机硅钢片铁心电磁性能变化机理研究

由于低温泵用高速电机工作在低温环境中,探究低温环境对构件材料性能的影响、低温条件对电机特性的作用机理以及形成统一的选材原则已经成为该类电机亟待解决的问题。采用实验法在常温(25℃)和低温(-196℃)条件下对不同系列的冷轧无取向硅钢片的电磁性能进行了研究,分析了低温环境与频率对硅钢片电磁性能的影响情况。基于实测数据并采用有限元法计算了电机定子铁耗,得到了电机采用不同系列硅钢片的定子铁耗分布以及变化情况。为了探究低温环境下采用不同系列硅钢片时电机定子铁耗变化幅度不同的原因,采用低温冲击法对硅钢片的矫顽力进行测量,验证了有限元计算所得规律的正确性。探明低温条件对硅钢片电磁性能的影响机理,提出低温高速高频电机铁心材料的选材建议,为低温工作环境下低温电机铁心材料选材提供理论借鉴与参考。

有取向硅钢片开关磁阻电机研究

开关磁阻电机结构简单、可靠性高,已在一些驱动场合得到应用,但为获得更大转矩和开关磁阻电机的双凸极结构,使开关磁阻电机铁芯磁密较为饱和。为提高开关磁阻电机定子磁极抗饱和能力,降低励磁电流,结合开关磁阻电机磁路特点,提出有取向硅钢拼块式定子铁芯结构,利用有取向硅钢材料优异的导磁性能,缓解定子磁极饱和情况,仿真结果表明,有取向硅钢片开关磁阻电机可以降低定子磁极饱和程度、降低励磁电流、减小转矩脉动。

硅钢片材料全频域瞬时铁损模型

尝试从导磁材料的感应物理方程式建立全频域瞬时磁损模型,在新的铁损耗方程式中的磁导损耗、涡流损耗、磁滞损耗都不再带有积分项,新模型的优势不仅是提供高模拟精度,而且也适用于非弦波或脉冲磁场激励。采用两种中钢高品级硅钢片25CS300和35CS300材料进行具体模拟应用,其Epstein实验数据涵盖磁场0.1~1.8 T,频率50~5000 Hz,模拟铁损平均误差小于5.6%。由于这两种硅钢片材料成分相同,并尝试比较铁损耗方程式系数与硅钢片厚度的关联性。

无取向硅钢片在电力变压器磁屏蔽中的应用

为研究无取向硅钢片在电力变压器磁屏蔽中的适用性,文中基于国际TEAM Problem 21基准族下的磁屏蔽基准模型P21c-M1和P21-M1,对在不同激励条件下无取向硅钢片制成的磁屏蔽的损耗特性和磁通分布特征进行研究,并与传统电力变压器普遍采用的取向磁屏蔽的磁性能进行对比分析。研究结果表明,由无取向硅钢片制成的无取向磁屏蔽对模拟电力变压器油箱壁的导磁钢板的屏蔽效果和取向硅钢片制成的取向磁屏蔽的屏蔽效果基本相同,且价格更为低廉。同时,基于结构件中杂散损耗的计算问题,提出了一种测量与仿真相结合的方法,通过与传统杂散损耗测量方法的对比,验证了该杂散损耗计算方法的有效性。

某型号电机铸铝转子首张硅钢片裂纹分析及改进

定期检查发现某型号电机铸铝转子首张硅钢片出现裂纹,现从电机设计、转子结构及工艺等方面对该问题进行分析,提供改进及优化方向,避免类似问题发生。

谐波条件下硅钢片磁特性及换流变压器漏磁场计算

谐波电流作用下,变压器铁心硅钢片的磁特性将发生劣化。本文作者提出一种考虑谐波条件下硅钢片磁性能及损耗性能的换流变压器漏磁场计算方法,给出了不同谐波下27ZH100型号硅钢片B-H特性及B-P特性曲线,基于该曲线对换流变压器在谐波作用下的漏磁场展开了计算,给出了不同谐波励磁下换流变压器油箱及夹件漏磁场分布及损耗值,为换流变压器漏磁场的分析提供了一个新的思路。

半无机硅钢片漆的研究及应用

本文叙述了半无机硅钢片漆国内外研究概况和国内１０余年三个主要研究阶段。分别论述了改性水溶性酚醛树脂、亚胺改性水溶性聚酯树脂及无机填料种类、粒径、表面改性等因素对半无机硅钢片漆性能的影响。

冷轧取向硅钢片价格很难回落

1974年,我国从日本引进冷轧硅钢生产专利技术,在武钢建立了我国第一家冷轧硅钢片厂。1978年正式投产,从而结束了我国不能生产冷轧硅钢片的历史。武钢自1978年10月开始生产硅钢至今已经27个年头了,截至2004年底共生产硅钢440.2万吨,其中取向硅钢130.8万吨,无取向硅钢309.4万吨,所生产的一般取向硅钢最高牌号不仅达到了30Q130水平,而且达到了30Q120和27Q120水平,HiB钢最高牌号达到了30QG105的水平,无取向硅钢最高牌号达到35W230水平。品种规格由引进时的4个品种32个牌号规格,跃升到20个品种、122个牌号规格,满足了国内电器产品对不同类型铁芯的需求。

半无机硅钢片漆对硅钢片断面涂漆影响因素的研究

前言国外大型发电机定子铁芯硅钢片绝缘多采用无机或半无机硅钢片涂层。其优点是漆膜薄,硬度大,热收缩性小,叠压系数大,有效地防止了铁芯松动,缩小了电机的外型尺寸并改善了发电机的机电性能。特别是硅钢片漆的水溶性,减小了环境污染,有利于工人的身体健康和安全防火。同时也存在下述问题。 1.由于是水性漆基,漆液的表面张力较大,流平性差。 2.无机填料的加入。

直流偏磁磁场对硅钢片磁致伸缩特性的影响分析

直流偏磁条件下电力变压器铁心的振动噪声明显加剧,铁心的磁致伸缩效应是其主要原因之一。目前有关直流偏磁磁场对硅钢片磁致伸缩特性的影响规律尚不完全清楚,亟需从实验测量角度定性地分析其影响规律,为建立有效地减小电力变压器铁心振动噪声的方法提供参考。该文在一台精度为10nm/m的激光位移磁致伸缩测试系统上,对不同直流偏磁磁场下取向硅钢片的磁致伸缩特性进行实验研究,对比分析交变磁化及直流偏磁磁化在磁场饱和前后对磁致伸缩波形形状、峰峰值的影响规律,并将测量结果应用于一台电力变压器铁心的振动位移分析。结果表明:直流偏磁磁场使磁致伸缩回环失去原有的对称性,这种影响会随着磁场饱和程度的增加逐渐减弱;随着偏磁磁场的增加,磁致伸缩峰峰值增大,硅钢片的形变加剧。

无取向硅钢片各向异性磁致伸缩特性模拟

基于一维磁致伸缩测量装置,提出了单片无取向硅钢片任意方向磁致伸缩特性的测量方法,得到了材料不同磁化方向上磁致伸缩回环,并提取了描述磁致伸缩特性的单值曲线。建立了描述磁致伸缩与磁场关系的?-(?B,Bmax)磁致伸缩数学模型,给出了由测量数据拟合得到的二维磁致伸缩特性曲面。基于Fortran语言编制了耦合上述磁致伸缩模型的有限元计算程序,并分析了一台同步发电机定子铁心的磁致伸缩。研究表明,无取向硅钢片具有任意方向各向异性的磁致伸缩特性,而该文提出的磁致伸缩测试方法和数学模型可以有效地分析硅钢片磁致伸缩各向异性特性。

各向异性取向硅钢片的多方向磁性能模拟

为了研究取向硅钢片不同方向的磁特性,采用标准的爱泼斯坦方圈磁特性测量方法,对取向硅钢片(30P120)试样进行实验研究,试样的剪切方向分别与轧制方向成不同角度的夹角。基于试样磁化曲线的实验数据和传统的椭圆磁导率模型,考察取向硅钢片的磁性能随夹角变化的情况,得到了抛物线磁导率模型和混合磁导率模型。理论分析和实验结果表明,抛物线磁导率模型适用于模拟取向硅钢片不饱和区的磁化曲线,混合磁导率模型适用于模拟取向硅钢片饱和区的磁化曲线,有助于提高工程电磁场问题的计算精度。

考虑硅钢片二维矢量磁特性的复数E&S模型

电工材料电磁特性的精细模拟是决定电工装备电磁场分析与损耗计算正确与否的关键因素之一。提出了一种能够描述硅钢片二维矢量磁特性的复数E&S模型,该模型既能够考虑交变磁化,又能够考虑旋转磁化的影响。基于硅钢片二维磁特性测量实验,提出了利用1个周期内磁能密度平均值计算模型中有效磁阻系数,利用磁滞损耗密度计算有效磁滞系数的方法。推导了结合复数E&S模型的磁场有限元分析公式,并以环形铁心模型为例,将复数E&S模型与传统E&S模型的计算结果进行了对比研究,指出复数E&S模型与有限元结合时既能够节省计算时间又能够保证材料特性模拟的准确性,是一种更适用于工程应用的矢量磁特性模型。

喷射轧制Fe-4.5%Si硅钢片的组织和性能

摘要:采用喷射成形和轧制工艺制备了厚度为0.5mm的Fe-4.5%Si高硅钢片,并对其密度、显微组织和电磁性能进行了测试分析.研究结果表明:在最佳的喷射成形和轧制工艺条件下,所制备硅钢片的磁感应强度B25为1.544T、B50为1.641T;铁损P10/50为1.437W/kg、P15/50为3.43W/kg,说明喷射成形轧制技术可以制备出高磁感应强度、低铁损的高硅钢片.

高频高磁密时叠置硅钢片的铁芯损耗计算式改进

已有的铁芯损耗计算式并未考虑高频高磁密时频率和磁密对损耗系数的影响。为解决该问题,提出了一种改进的铁芯损耗计算式。基于几种典型硅钢片的出厂原始数据,以及通过构建的新型3维磁特性测试系统实验所得的宽频铁耗数据,采用改进计算式研究了涡流集肤效应和动态磁滞回线对损耗系数的影响。在此基础上绘制出新的铁芯损耗曲线,并与实测数据进行了比较。结果表明:采用该计算式所得铁耗与实测数据具有很好的一致性,该方法能显著提高计算精度,使最大误差由35%降低到10%以下;同时验证了在高频高磁密时,损耗系数应当随着频率和磁密的变化而变化。

晶粒无取向硅钢片取向特性分析

随着电机容量的增加,大型同步发电机的局部过热和振动问题尤为突出。在电机铁心损耗计算及振动分析过程中,需要准确描述无取向硅钢片的磁性能及磁致伸缩效应。本文基于单片硅钢片二维磁特性测试系统,测量了无取向硅钢片在旋转磁通条件下磁场强度矢量的变化轨迹,并根据磁通密度与磁场强度在一个时间周期内的矢量关系,分析了硅钢片的矢量磁特性及损耗特性。基于改进的单片磁致伸缩特性测试技术,测量了硅钢片在不同磁化方向上的磁致伸缩波形,定义并提取了能够描述硅钢片磁致伸缩特性的单值曲线。研究结果表明,无取向硅钢片具有取向磁性能和各向异性磁致伸缩特性。

粉末轧制法制备Fe-6.5%Si硅钢片的研究

采用粉末轧制法制备了Fe-6.5%(质量分数)Si硅钢片,并对其密度、物相组成和磁性能进行了测试分析。研究表明:在一定的轧制成形和烧结条件下,所制备的Fe-6.5%Si硅钢片的饱和磁感应强度Bs为1.8T;高频铁损W2/10k为69W/kg。

特高压变压器用硅钢片应用磁性能的评估

IEC 60404仅指定了单片硅钢片的磁性能测试方法,难以满足特高压变压器用硅钢片应用磁性能的评估需求。为此,建立了基于铁心模型的硅钢片应用磁性能试验系统,对比研究了2种硅钢片牌号铁心模型的深度磁饱和特性、耐受直流偏磁特性及反复过励磁特性。研究结果表明:试样II铁心模型空载电流在100%~115%额定电压范围内明显大于试样I铁心模型,电流谐波含量及声级也有相同规律;相同直流偏磁电流下,试样Ⅱ铁心模型的空载损耗小于试样I铁心模型,直流偏磁电流大于1.0A后该趋势更加明显;反复过励磁条件下试样Ⅱ铁心模型空载电流及空载损耗波动范围较大,反复过励磁前后空载损耗变化率较小。最后,提出了适用于特高压变压器用硅钢片应用磁性能的8项评估指标,分析结果认为,试样Ⅰ及试样Ⅱ铁心模型在应用磁性能方面差别明显。研究结论为技术人员掌握硅钢片应用磁性能提供了新思路。

聚酯结构对水溶性硅钢片漆性能的影响

针对分子量、羟值及三元酸用量对硅钢片漆性能的影响,设计了一组三因素三水平的正交实验,分析3个因素对水溶性硅钢片漆的水溶性、凝胶化时间和漆膜力学性能的影响。结果表明:当分子量为1 900,羟值为7%,偏苯三酸酐为原料总量的8.5%时,可得到硅钢片漆最佳的水性聚酯树脂结构。制备的硅钢片漆固体含量为40%,23℃下粘度为45 s,210℃下凝胶化时间为91 s,水溶性为6.4倍,pH值为7.2,漆膜硬度为9H,附着力等级为1级,韧性等级为1级,体积电阻率为1.5×1013Ω·m,表面电阻为1.2×1013Ω。

水溶性聚酯树脂硅钢片漆的制备

针对传统硅钢片漆溶剂毒性大、污染大的问题,以邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸、新戊二醇、偏苯三酸酐和三羟甲基丙烷等为主要原料,合成了水溶性聚酯树脂硅钢片漆。通过对比不同配方漆液的粘度、胶化时间、漆膜的硬度、附着力以及韧性等因素,分析不同原料及不同助剂对树脂性能的影响,得出了最佳的树脂配方。结果表明,制备的树脂漆膜的综合性能良好。