软磁复合材料的三维磁特性检测实验研究

传统的一维和二维测量方法不能全面解析磁性材料的磁特性,本文研究了一种新型的三维磁特性检测方法,能更好地理解磁化过程并准确分析材料磁心损耗特性。设计了三维磁特性测试装置并测量了软磁复合(SMC)材料在旋转励磁条件下的三维磁特性;详细分析了磁特性实验中新型B-H传感线圈的校准、补偿和B、H矢量的精确计算等问题;根据实验结果分析并讨论了三维磁滞特性和磁心损耗特性等。

基于三维磁特性电抗器电磁振动分析

为准确分析评估电抗器电磁振动噪声大小,准确的三维磁特性是开展计算分析的数据基础。在利用课题组研发的测量电工磁性材料三维磁特性的装置测量获得无取向硅钢立方叠片三维磁特性的基础上,对饱和电抗器电磁振动进行了计算分析。首先考虑磁各向异性和磁致伸缩效应,确立了电抗器磁机械弱耦合分析模型;其次对饱和电抗器样机实例模型进行了分析计算,并将计算结果与不考虑三维特性进行比较分析;最后对电抗器样机进行了振动测量实验,并将测试结果与分析结果进行对比分析,总结三维磁特性在提高计算分析样机电磁振动准确度的贡献。

三维磁特性测试系统中激磁与传感结构的校准与补偿

电工材料三维磁特性测量研究中,传感线圈的校准是磁性材料磁特性精细模拟的关键问题。本文研发了一种高精度B-H复合型传感线圈,并提出了传感线圈系数的张量模型。基于此,设计了系数校准的螺线管仿真实验,根据仿真结果对校准螺线管的尺寸和实验系统进行了优化。与此同时,提出了直流激磁模型,其与交流激磁时的对比可进一步筛选出传感线圈精确的系数校准值。为进一步减小实验误差,提出了一套偏差角补偿方案。结果表明,地磁场会对直流激磁模型产生一定影响。

磁性材料三维磁特性中新型传感结构的优化设计

电工材料电磁特性的精细模拟是决定电机、变压器等电工设备电磁场分析与损耗计算的关键因素之一。为了全面地分析材料的磁特性,提出了三维磁特性测量方法。考虑到由于样品更换而造成机头偏转,研发了一种高精度的B-H复合传感线圈和带匀场极靴的传感结构,并对传感线圈进行系数校准和无功补偿。基于此,对比分析了在考虑谐波条件下的无取向硅钢片(35WW270)和取向硅钢片(27ZH95)的磁特性和损耗特性,结果表明:取向硅钢片的各向异性更加显著。

考虑传感结构中气隙的电工钢片三维磁特性研究

为了全面分析材料的磁特性,提出了三维磁特性测量方法。考虑到硅钢片叠片方向的磁场不均匀性,设计了一种新型的高精度B-H复合传感线圈。并针对三维磁特性传感信号的精度问题进行了深入研究,提出了一套改善信号精度的方案。采用新型线圈和补偿方案,讨论了在空间球形的激磁模型下,无取向硅钢片(35WW270)的三维磁特性和损耗特性。

基于矢量磁滞算子的软磁复合材料旋转磁滞特性模拟分析（英文）

介绍一种考虑软磁复合材料的磁各向异性特征,并且能够准确描述磁性材料微观磁特性的矢量磁滞算子,并且基于"磁化稳定状态能量处于极小值"的原理,建立能够确定单个矢量磁滞算子稳定磁化状态的八角星形线法则。同时引入高斯-高斯二维分布函数和Weiss理论中相互作用场的概念,确定磁性材料的宏观磁特性为材料内部所有矢量磁滞算子磁特性的加权和,建立能够反映磁性材料矢量磁特性的旋转磁滞模型,实现软磁复合材料的旋转磁特性精确数值模拟。借助三维磁性材料磁特性测量装置对电工磁性材料的真实磁特性进行了全面测量和分析。最后通过与实验测量结果对比,验证矢量磁滞模型的有效性和准确性。

考虑谐波及集肤效应的电工钢片旋转异常损耗计算与测量

为了准确计算电工钢片的旋转异常损耗,根据谐波分析原理对建立的电工钢叠片有限元模型进行时步有限元仿真;基于旋转铁心损耗计算模型,通过考虑涡流集肤效应对旋转损耗系数的影响结合钢片在中低频率下的损耗测试获得叠片损耗计算的关键系数,间接求得电工钢片中旋转异常损耗的计算式。利用构建的新型三维磁特性测试系统对典型电工钢叠片样品进行椭圆形旋转与交变励磁方式下的宽频铁耗实验测量,并定量地进行了对比与分析。结果表明:2种励磁方式下叠片损耗的变化规律相类似,但其椭圆形旋转各损耗都要比交变时的对应损耗大,必须认真考虑谐波、集肤效应和旋转励磁等对材料特性的影响;所计算出的旋转异常损耗也是相对较小,在1 k Hz时也未占到旋转总铁耗的5%。从而验证了所推导出的计算式和测量手段的正确性与可行性。