脉冲电流激励下铁磁材料的局部磁滞特性分析

脉冲电流周期性变化时,测量得到不同脉冲电流激励下铁磁材料的局部磁滞曲线。通过2种方法建立能够描述局部磁滞曲线的数学模型,一种是基于Preisach模型的模拟方法,该方法根据铁磁材料的极限磁滞回线和转折点的值及修正系数,可以建立不同局部磁滞曲线的数学模型;另一种是曲线拟合方法,该方法通过脉冲电流峰值的变化和转折点的值可以建立不同局部磁滞曲线拟合函数间的数学关系,实现曲线的数学模拟。模拟结果表明,前者方法简便,应用范围宽、通用性强;后者方法繁琐,需建立曲线的拟合函数,模拟精度高。研究表明,两种方法都能够有效地模拟不同脉冲电流激励下铁磁材料的局部磁滞特性。

计及频率和脉宽脉冲电流激励下铁磁材料局部磁滞特性的分析与模拟

激励频率和脉宽是研究脉冲电流激励下铁磁材料局部磁滞特性的两个重要因素。脉冲电流峰值保持不变,改变频率和脉宽,得到不同的局部磁滞曲线。由于磁通密度具有磁后效应,频率越高,脉宽越小,磁后效应越明显,局部磁滞曲线达到稳定所需要的激励电流脉冲数越多。为描述频率和脉宽对铁磁材料局部磁滞特性的影响,根据频率、脉宽和转折点磁通密度值的变化规律,采用曲线拟合的方法建立不同局部磁滞曲线拟合函数间的数学关系。模拟结果和实验结果表明,在一定范围内,拟合的数学式能够有效地反映频率和脉宽的影响规律,较准确地模拟频率和脉宽不同的脉冲电流激励下铁磁材料的局部磁滞特性。

PWM电源激励下取向硅钢片磁特性测量与动态磁滞模拟方法

提出一种脉宽调制(pulse width modulation,PWM)电源激励下取向硅钢片磁特性测量方法。利用单片测量器,采用基波磁通密度与谐波磁通密度同时控制的方法,得到PWM励磁的硅钢磁特性。提出一种动态磁滞模型,该模型考虑逆变器输出的高次谐波、脉冲电压引起的局部磁滞回环、磁化历史和高次谐波引起的涡流等因素对硅钢片磁特性的影响。利用实验测量的B-H曲线确定模型中的矫顽力、磁阻系数和动态参数,使模型能够准确预测动态磁滞回线。通过计算与实验结果对比,证明该计算模型能够准确地模拟PWM电源激励下硅钢片的复杂磁特性并计算比损耗。

基于蛙跳模糊算法的Jiles Atherton铁心磁滞模型参数确定

Jiles Atherton(JA)模型广泛应用于铁心磁滞建模领域,其参数确定精确与否直接影响铁心磁滞现象的表达,为此提出蛙跳模糊算法对JA模型参数进行辨识。为了防止蛙跳算法陷入局部最优解并加快收敛速度,根据特殊点(矫顽力、矫顽力点磁化率)处实测值与计算值的相对误差,采用模糊控制方法,得到动态反馈系数,修正蛙跳算法的步长调整公式。采用爱泼斯坦方圈搭建磁滞回线测量系统,测得铁心饱和磁滞回线与局部磁滞回线。采用蛙跳模糊算法、蛙跳算法、粒子群算法和遗传算法分别求解得到模型参数,并将计算的磁滞回线与实测磁滞回线进行比较,证明了所提出的蛙跳模糊算法不易陷入局部最优解且具有更快的收敛速度。根据蛙跳模糊算法得到的局部磁滞回线模型参数辨识结果,研究模型参数与磁通密度的关系并进行拟合,得到不同磁通密度下的局部磁滞回线参数拟合模型。

用于钢绞线的磁弹应力和磁致伸缩导波同步检测技术

为在钢绞线中实现磁弹应力和超声导波的同步检测,提出了一种高、低频叠加的励磁方法,并基于2种具有宽频带特性的功率放大器,构建了专用实验装置.基于KH7500功放的实验装置中,一体化传感器检测线圈输出电压的高频成分即为磁致伸缩纵向模态超声导波信号,低频成分携带了局部磁滞回线信息;当实验装置采用BMP-360T功放时,传感器采用2个独立的感应线圈,可分别检测局部磁滞回线和超声导波信号.2套实验装置获得的检测结果均表明:低频感应电压峰值与应力间存在良好线性关系,真正实现了钢绞线中超声导波、磁弹应力的同步检测.

电感对DC/DC变换效率影响分析

针对电感对DC/DC变换性能影响的问题,以Boost变换器为例,对非理想情况下Boost变换等效电路和转换效率影响因素进行了分析,得到电感参数与电路输出电压、转换效率的关系。根据电感参数对电流纹波和电路转换效率影响的分析,在传统以临界连续电流为依据设计滤波电感值的基础上,提出了一种约束电感值选择范围的方法,并对KS226-075A磁芯的局部磁滞损耗和铜耗进行了计算,得到DC/DC变换器转换效率随电感值增大的变化趋势。最后,通过实验验证了理论的正确性和方法的可行性,同时根据实验结果修正了电感值的选取范围,并对计算结果与实验结果存在的误差进行了分析说明。

基于J-A理论的铁心磁化模型及其改进

铁磁材料励磁特性描述的准确性与磁化模型密切相关。在重新推导以磁场强度H为输入量的经典J-A磁滞模型基础上,对模型中局部磁滞回线的非物理解进行改进,并基于磁化机理提出损耗系数k的修正方程,形成了改进的J-A磁滞模型。通过示波器法测量铁心的磁滞回线并与其对应的改进J-A磁滞模型的理论值进行对比,验证了模型的有效性和准确性。

变压器环形铁芯建模和剩磁测量

大型电力变压器进行空载合闸操作时,铁芯中的剩磁可能会引起励磁涌流,导致变压器无法正常投入运行。文章介绍了一种新的分析和测量剩磁的方法,该方法是在外加正反向直流电压激励的基础上实现的。通过分析剩磁产生的原理,建立了基于Jiles-Atherton磁滞理论模型的变压器环形铁芯仿真模型。在环形铁芯绕组上先后施加大小相等方向相反的直流电压,可以得到两个不同的响应电流,结合场路暂态分析,可以判断剩磁的方向,并且找到响应电流和剩磁之间的关系。该方法可以在对变压器铁芯中原有剩磁影响不大的情况下准确测量剩磁的大小和方向。通过自主搭建的实验平台对环形铁芯中的剩磁进行了测量,验证了仿真结果的合理性。