电力变压器铁心磁致伸缩力的数值计算

建立了铁心电磁—机械振动耦合模型,对变压器磁场分布、铁心磁致伸缩应力、应变及电磁力进行了计算。

超磁致伸缩力传感器及其实验研究

基于磁致伸缩逆效应原理,以超磁致伸缩棒为敏感元件研究了一种具有高灵敏度的新型超磁致伸缩力传感器,通过集成在结构内部的霍尔传感器测量磁通密度来实现静态力的测量.同时,为了提高传感器的测量灵敏度,提出了一种安装在霍尔传感器周围的不锈钢钢环的特殊结构.给出了超磁致伸缩力传感器的测量原理和设计过程,并通过实验研究确定了偏置磁场、预紧力和超磁致伸缩棒的尺寸等因素对传感器输出特性的影响规律,分别得到了传感器工作的最佳偏置磁场和预紧力,为超磁致伸缩力传感器的深入研究和精确控制提供了一种技术途径.

基于磁致伸缩力计算的变压器电磁振动研究

众所周知,磁致伸缩是电力变压器铁芯振动的主要原因。因此,如何实现磁致伸缩效应等效是决定电磁振动计算精度的重要因素。为了提高铁芯电磁振动的计算精度,本文计算了铁芯的磁致伸缩等效力。铁芯的磁致伸缩特性是力计算的数据基础。为此,首先测量了硅钢片的磁化强度和磁致伸缩特性。在实测数据的基础上,分析了铁芯的磁场,进一步精确计算了铁芯的磁致伸缩等效力。将等效力和电磁力同时加载到铁芯振动计算中,可得到铁芯电磁振动分析结果。最后测量了铁芯的振动。将测量结果与磁致伸缩等效力计算结果和传统初始应变法计算结果进行了比较。结果表明,仅计算磁致伸缩效应可以提高铁芯电磁振动的计算精度。

考虑磁致伸缩效应的电机应力数值仿真与实验

电机振动噪声的来源之一是电机定子铁心硅钢片的磁致伸缩效应。首先建立电磁-机械耦合数值模型,并在有限元分析软件中进行计算,研究磁致伸缩力单独作用与电磁力单独作用对电机定子硅钢片的影响。数值仿真结果表明:电机定子结构中磁致伸缩力为主要应力来源,定子铁心硅钢片中低频振动频率为供电频率的1倍频率与2倍频率。根据仿真思路设计实验,取出电机转子以保证主磁路通过电机定子,通过振动测量设备采集电机定子表面的振动信号进行分析,对仿真结果进行证明。计算理论与实验方法对分析磁致伸缩效应对电机定子振动噪声的影响具有重要的指导意义,对电机低噪声化的研究具有一定的学术意义和参考价值。

基于多物理场耦合方法的变压器电磁振动噪声分析

变压器噪声随电压等级和容量的不断提升而日益严重,研究变压器噪声对合理评估设备的声品质及降噪分析具有重要意义。文章通过建立电磁-结构-声场多物理场耦合模型,基于热应力比拟法和有限元法计算铁芯的磁致伸缩力和绕组的洛伦兹力并进行快速傅里叶变换(FFT),得到电磁力主要谐波分量的大小;将其结果作为振动谐响应分析的激励源,获取各频率点的位移结果;将位移结果作为激励源进行声场分析,得到变压器的噪声分布情况,并与试验结果进行对比分析,验证了该模型的可靠性。

钢板电磁超声表面波的仿真分析及缺陷定量检测

电磁超声换能器(EMAT)的换能机制与被测试材料的电磁特性密切相关,EMAT对不同电磁特性材料的响应不同。铁磁材料具有磁致伸缩效应,磁致伸缩的非线性导致其电磁超声换能机制变得复杂。该文依据铁磁材料的本构方程,考虑洛伦兹力、磁致伸缩效应和磁化力的共同作用,建立含有矩形槽裂纹钢板的电磁超声换能器有限元模型,仿真分析表面波对钢板中缺陷的响应特性,得出缺陷深度与反射系数、透射系数的关系,为钢板裂纹缺陷定量检测奠定基础。最后,对标准试件的不同深度裂纹进行实验研究,验证了仿真分析的正确性和有效性。

电磁超声传感器机理的理论研究

电磁超声传感器作用于铁磁性材料中,由洛仑兹力和磁致伸缩力产生超声波,建立了两种力分别作用下超声波幅值与铁磁性材料磁感应强度的函数关系,分析了洛仑兹力、磁致伸缩力及洛仑兹力和磁致伸缩力共同作用三种情况下,超声波幅值与磁感应强度的变化趋势。

铁磁材料中基于电磁声换能器的超声发射机理研究(英文)

基于适当的假设和近似 ,通过分析电涡流的分布、洛伦兹力、磁致伸缩力和磁化力 ,研究了在铁磁材料中用电磁声换能器 (EMAT)的方法产生超声的耦合机理 ,并针对有实用意义的结构参数进行了数值计算以解释换能器的性能 .结果表明 :对于铁磁性材料 ,在磁场强度较低、材料磁化未达到饱和时 ,磁致伸缩效应在EMAT超声波的产生中起主导作用 ;但是 ,随着偏置磁场的逐渐增强而使材料达到磁化饱和时 ,磁致伸缩逐渐消失 ,对产生超声不再有贡献作用 ,洛伦兹力变成是激发超声的惟一原因 .因此 ,为获得优化的设计 ,计算洛伦兹力和磁致伸缩力以及选择合适的工作方式变得尤为重要 .

永磁同步电机电磁振动噪声抑制方法综述

论述了目前国内外永磁同步电机电磁振动噪声抑制方法的发展现状,梳理引起永磁同步电机电磁噪声的电机径向力、电机谐波以及磁致伸缩力,通过减小这些影响因素,可以达到抑制电机振动噪声的目的。例举现阶段优化电机结构和降低磁致伸缩力的有效方法,总结了需进一步研究的重点内容,为抑制电磁噪声的后续研究提供参考。

线圈自激励电磁超声换能器设计及特性研究

提出一种线圈自激励电磁超声换能器模型,该换能器无需磁铁提供静态磁场,可以避免磁铁对铁磁性材料吸附带来的不利影响,同时可以大大降低换能器质量。通过有限元仿真和试验结合的方法对所设计的换能器性能进行研究,随着提离距离提高,A_0兰姆波的衰减速率要快于S_0兰姆波,这是由于S_0兰姆波主要由磁致伸缩力引起的面内振动产生,动态磁场在6 mm提离距离时仍然具有较大水平分量。与之相比,A_0兰姆波主要由动态洛伦兹力引起,感应涡流强度及动态磁场强度在大于3 mm提离距离后都有明显衰减,动态洛伦兹力引起的面外振动衰减迅速。线圈自激励换能器可以在6 mm提离距离激励较纯净S_0兰姆波,优于传统换能器3 mm提离距离。最后,对两种兰姆波指向性进行研究,波长较长的S_0兰姆波具有更大的检测范围。

分析及抑制永磁同步电机电磁噪声方法综述

随着人们对于舒适度的追求,多种电气设备的低噪声设计成为了研究热点,由于电机在电气设备中的广泛应用,比如电动汽车,大型机械等,所以对于电机振动噪声的研究才是我们在电机设计和应用中亟待解决的重要问题之一。电机振动噪声主要是声学噪声,机械噪声和电磁噪声,其中电磁噪声是主要噪声来源,而电磁噪声主要是由麦克斯韦力和磁致伸缩力引起。本文首先分析了电机电磁噪声的产生原因,以及如何分析和计算噪声的方法;然后分别从引起电磁噪声的电磁力和谐波等角度分析国内外对其进行噪声抑制和消除的多种有效方法和发展现状。主要是针对电机定转子的结构优化设计以及控制谐波分量,以及减小磁致伸缩力对电机振动的影响,并讲述了一些电机电磁-机械耦合模型和数值计算方法。对后续进行噪声抑制的研究指明方向。最后也总结出了目前研究的不足以及未来需要进一步研究的主要内容,为后续对抑制电机噪声的研究提供参考。

基于电磁超声周向导波的钢管缺陷检测方法

基于管道中周向导波的传播,选择了电磁超声类兰姆波对钢管裂纹缺陷进行检测。理论研究了类兰姆波(Circumferential Lamb Waves,CL)的传播特性,利用类兰姆波遇端面发生声阻抗变化的特性进行缺陷检测。通过对电磁超声类兰姆波换能机理进行分析,确定换能器的匹配参数。对类兰姆波传播特性的影响进行实验研究,将采集到的类兰姆波信号在管道传播过程中产生的多模态现象进行分析处理,将其应用于管道缺陷检测。结果表明,类兰姆波可检测出钢管中轴向长度20mm,径向深度2mm,周向长度2mm的缺陷。

基于气隙结构的特高压并联电抗器铁芯减振技术

为解决多气隙的特高压并联电抗器振动极易超标的问题,该文基于气隙结构的差异性设计研究,提出了含多气隙的特高压并联电抗器减振优化设计方案。首先分析了特高压并联电抗器铁芯的振动机制,指出麦克斯韦力和磁致伸缩力的矢量和是影响铁芯振动强度的主要原因。然后通过调节铁芯气隙长度的排布方式,搭建了一系列具有不同气隙结构的特高压并联电抗器铁芯真型仿真模型,并采用多物理场有限元仿真计算的方法,系统性地研究了气隙结构对特高压并联电抗器铁芯振动的影响规律。研究结果表明:铁芯气隙结构的变化会影响麦克斯韦力和磁致伸缩力的大小和作用位置,并改变铁芯的表面应力分布,进而影响铁芯的振动强度。最后,为现有特高压并联电抗器的铁芯设计提供了基于气隙长度差异性排布的减振方案。该文提出的基于气隙结构的特高压并联电抗器铁芯减振技术能够使铁芯振动位移均方根值减小5.881%。在不提高特高压并联电抗器生产成本的前提下,可以有效缓解其振动超标问题。

500kV变压器铁心硅钢片上窜原因解析及处理

某抽水蓄能电站在月度定期工作中,发现该电站3号变压器铁心电流为12.97 A、夹件接地电流12.93 A,超出《DL/T596-2005电力设备预防性试验规程》要求:运行中铁心接地电流一般不大于0.1 A。通过对变压器绝缘油取样、试验数据分析、变压器排油内窥,确定变压器铁心上轭最小级(2至3片硅钢片)上窜,与夹件上梁加强筋接触,导致铁心与夹件上梁导通。本文论述了变压器铁心硅钢片磁致伸缩力与磁场方向及轧制方向的关系,通过分析变压器铁心硅钢片受力情况及现场实例,解析了变压器铁心硅钢片上窜原因,提出了解决硅钢片上窜导致铁心与变压器夹件接触放电的实用方法。