压应力对硅钢片磁特性的影响研究

并联电抗器是电站设备中噪音的主要来源,设计和研究低噪声电抗器具有重要意义。依据间隙铁心式电抗器铁心的结构特点,需要螺栓的紧固作用,在工作状态下电抗器的间隙式铁心部分受压应力作用。为了准确分析间隙铁心式电抗器的工作磁特性和电磁振动,开展了不同应力下多种铁心硅钢的磁化和磁致伸缩特性测量,并基于测量数据对电抗器样机电磁振动进行了分析计算。文中首先改进磁致伸缩测量系统,测量获取首钢3种典型铁心用硅钢在不同应力,特别是压应力下的磁化和磁致伸缩特性;考虑铁心磁致伸缩效应,对不同硅钢牌号制造的间隙电抗器铁心,分别对其不同应力下的磁场和机械场进行分析计算,获得了铁心磁通密度和应力的分布,以及不同位置的振动情况。本文的研究成果可为低噪声间隙铁心式电抗器的设计提供不同硅钢磁特性数据和理论分析方法。     

基于多物理场仿真和VIKOR决策的干式铁心电抗器多目标优化

损耗和金属导体用量是干式铁心电抗器优化设计过程中需要考虑的关键因素,为有效降低损耗和成本,该文提出基于多物理场仿真和VIKOR决策的干式铁心电抗器多目标优化方法。首先以干式铁心电抗器为研究对象,建立磁场-流场-温度场模型,将磁场计算获得的铁心和线圈损耗密度作为热源,经过流-热耦合计算得到电抗器温度分布;建立磁场-结构场模型,将基于磁场计算得到的电磁力作为应力项,计算得到铁心及线圈振动位移分布,通过有限元仿真与拉丁超立方试验设计相结合的方法,得到不同结构参数下铁心电抗器温升与振动位移结果。为进一步简化优化流程,采用灵敏度分析方法进行参数降维,针对关键参数建立设计参数与温升、振动之间的代理模型,并采用多目标遗传算法得到满足电抗器性能要求的Pareto前沿解集。考虑到电抗器金属导体用量与损耗之间相互冲突,引入VIKOR综合决策方法,在确定优化目标权重的基础上,计算Pareto解集的利益比率大小,以最小利益比率确定最优设计参数组合,最后通过仿真验证优化设计方法的正确性。优化后的铁心电抗器与优化前相比,在损耗增加4.4%的情况下,铁心和线圈金属导体用量分别减少了3.0%和16.6%,同时温升及振动在满足设计要求的基础上分别降低了7.4%和16.7%。所提方法可以有效提升电抗器性能,为电抗器优化设计提供指导。     

铁心电抗器气隙等效导磁面积计算

以一台实际干式带气隙铁心电抗器为例,建立电抗器的三维电磁场仿真模型,给出仿真模型内的基本假设和边界条件;采用有限元分析,计算出了不同气隙下铁心电抗器的电感值和磁路中的磁感应强度矢量图,并与部分实测数据相对比,验证了仿真模型与仿真结果的正确性.然后,以铁心电抗器的电感量为主要研究对象,定量计算在不同气隙与不同铁心直径下电抗器的电感值,给出了电感值随气隙和铁心直径的变化曲线并对其拟合及定性分析.最后,结合铁心电抗器计算公式和基本假设,推算出气隙处磁通等效导磁面积扩大系数,研究气隙等效导磁面积扩大系数随气隙和铁心直径的变化关系.所得结论可以为此类电抗器的设计计算提供一定的技术支持.     

超声抛光系统中磁阀式可控电抗器仿真

针对目前超声换能器输出电压电流存在相位差、无功损耗过大等问题,提出解决方案,简述了压电换能器和磁阀式可控电抗器(MVCR)的结构,分析了可控电抗器的工作原理并推导出磁阀式可控电抗器的数学模型及其等效电路。然后应用MATLAB/simulink软件,依据得到的等效电路搭建带有磁阀式可控电抗器的压电换能器仿真模型,并进行了仿真,得到了良好的补偿效果。     

直流偏磁条件下换流变压器空载特性分析

为了深入研究直流偏磁对换流变压器运行性能的影响,基于瞬态"场-路耦合"方法,使用实际产品参数建立了二维求解模型.结合铁心材料磁导率的非线性,利用该模型分析了不同直流入侵情况下,换流变压器空载时励磁电流的波形曲线及铁心磁感应强度变化.另外,依据半波平均算法定量分析了在不同等级直流偏磁电流作用下空载损耗情况.结果显示,直流偏置水平的升高使励磁电流波形畸变;低次谐波逐渐增加;铁心磁密峰值呈非线性增长并趋于饱和.同时,空载损耗也随之增加.该方法为考虑换流变压器偏磁时的设计和维护提供了有效手段.     

一种齿形磁楔快速可调电抗器

针对一般磁楔电抗器无法快速改变电抗值的问题,提出了一种新型可调的齿形磁楔式电力电抗器.与一般磁楔电抗器相比,这种电抗器可以通过成倍地减小调节距离来成倍地提高调节速度.以一台设计制作的220 V、8 k Var齿形磁楔电抗器样机为研究对象,应用ANSYS有限元分析软件,建立了该电抗器的三维磁场模型,计算磁楔在两个极限位置时的电抗器磁场分布,应用ANSYS的LMATRIX宏命令计算该电抗器的电感调节特性.研究结果表明:该电抗器与一般磁楔电抗器相比,不仅可以提供相同的电感调节特性,而且具有数倍的电感调节速度.     

磁饱和式可控电抗器的原理及特性分析

介绍了一种新型的无功补偿设备-磁饱和式可控电抗器的结构、工作原理以及数学模型,分析了可控电抗器的5种工作状态,并根据matlab仿真得到其特性.     

MCR型动态无功补偿装置优化设计

为解决可控饱和电抗器（MCR）在每相分别补偿时,其输出电流含有大量谐波的问题,提出一种可有效抑制谐波电流的多磁阀可控电抗器优化设计方法.该MCR的铁芯由多种磁阀串联组成,每种磁阀具有不同的长度和导磁面积,在工作过程中,各个磁阀因磁饱和程度不同而输出大小和相位各不同的谐波电流,可减小电抗器输出电流谐波.根据该装置的结构特点,建立其磁化曲线数学模型及谐波输出数学模型,通过遗传算法优化计算得到当磁阀取不同值时的最优结构参数;对所提出的电抗器结构进行三维电磁有限元仿真计算以修正设计参数,并根据提出的理论进行了仿真实验.结果表明：经过优化设计后,MCR的输出谐波含量最大值被抑制在输出电流的2.8%以下,和理论分析一致,证明该方法是可行的.     

MCR型动态无功补偿装置优化设计

为解决可控饱和电抗器(MCR)在每相分别补偿时,其输出电流含有大量谐波的问题,提出一种可有效抑制谐波电流的多磁阀可控电抗器优化设计方法.该MCR的铁芯由多种磁阀串联组成,每种磁阀具有不同的长度和导磁面积,在工作过程中,各个磁阀因磁饱和程度不同而输出大小和相位各不同的谐波电流,可减小电抗器输出电流谐波.根据该装置的结构特点,建立其磁化曲线数学模型及谐波输出数学模型,通过遗传算法优化计算得到当磁阀种数取不同值时的最优结构参数;对所提出的电抗器结构进行三维电磁有限元仿真计算以修正设计参数,并根据提出的理论进行了仿真实验.结果表明:经过优化设计后,MCR的输出谐波含量最大值被抑制在输出电流的2.8%以下,其结果和理论分析一致.     

可控电抗器研究综述及展望

本文分析可控电抗器调节原理,指出电抗器补偿容量可控的实现方式;基于此,针对现有电抗器结构多样、命名各异的问题,从可控电抗器工作原理的角度,将现有20余种可控电抗器归纳分类;分析总结各类型可控电抗器的特点,从控制精度、响应速度、谐波含量等方面,对可控电抗器进行对比;最后,对可控电抗器的发展做出展望。结果显示：根据可控电抗器的调节原理,可控电抗器可划分为机械式可控电抗器和调磁式可控电抗器;调磁式可控电抗器具明显的优势,其中,助磁式可控电抗器具有良好的实用价值,且直流助磁式可控电抗器具有小容量控制的特点,得到广泛应用;可控电抗器的未来发展可从磁化特性、智能保护与控制、可控电抗器-变压器磁集成设备等六方面重点关注。     

涡流对断路器方形永磁机构特性的影响

由于高压断路器永磁机构工作时间短、动作速度快,工作时会在动静铁芯中产生涡流,为了分析其对机构特性的影响,采用耦合法对永磁机构的瞬态磁场进行分析,并研究了电压激励下的瞬态磁场,推导出考虑涡流影响的非线性瞬态磁场数学模型.运用有限元分析软件Ansoft对方形永磁机构进行仿真,分析涡流对其特性的影响,并对其损耗进行计算分析.分析结果表明,由于涡流的影响使永磁机构的动作时间增长,在永磁机构动作过程中,动铁芯的涡流损耗很大.     

组合磁光光纤光栅的磁场敏感性分析

磁光光纤光栅是一种具有磁光效应的特殊光栅,可直接用于本征型的磁场传感或通过磁控的方式实现可调光子信息处理。该文采用分段均匀模型分析了几种组合磁光光纤Bragg光栅中左右旋圆偏振光的偏振相关损耗对磁场的敏感性,计算表明,均匀磁光光纤光栅的中心区段对磁场最为敏感。提出了一种比均匀磁光光栅更加灵敏的F-P型组合光栅传感结构,可更好地用于较弱磁场下偏振相关损耗的检测。     

异步电动机负载时高频附加损耗的分析与计算

利用有限元的方法对异步电动机定、转子铁心和气隙的磁场分布进行了计算,并利用所得数据替代目前计算异步电动机负载时高频附加损耗所使用的经验值,计算出高频附加损耗的值,通过对计算结果的分析找到了降低某系列电机高频附加损耗的方法.     

大型变压器拉板涡流损耗的建模与计算验证

在模拟变压器铁心低磁钢拉与板涡流损耗模型试验研究的基础上,结合其实际结构特点和线圈漏磁场分布规律,确定了利用矢量磁位计算铁心拉板磁场、矢量电位计算铁心拉板涡流损耗的有限元分析方法,并建立了可以求解的数学和物理模型;通过模型试验计算结果的比较和分析,验证了方法的合理性。     

Growth of Czochralski silicon under magnetic field

DuringthegrowthofCZsilicon,polycrystallinesiliconrawmaterialsinquartzcruciblesbecomeheavierandheavierwiththeincreaseinthediameterofsiliconsinglecrystal.Therefore,thethermalconvectionofsiliconmeltplaysmoreandmoreimportantrolesincontrollingsiliconcrystalquality.Ingeneral,thedrivingforceofthermalconvectioncanbeexpressedbytheRayleighnumber(R)as3/,RgbTVbk=D(1)wherebisthebulkexpandingcoefficientofmelt,gthegravityaccelerator,DTtheradialtemperaturedifferenceonthefreesurfaceofmelt,bthecharacteristi…     

模拟低磁钢板三维涡流损耗的模型试验与分析

在模拟三维杂散损耗的第２１国际基准问题的基础上，提出并建立了以模拟大型变压器铁心低磁钢拉板为背景的三维涡流损耗模型。对该模型低磁钢板及线圈的磁通密度和涡流损耗进行了试验与计算分析，得到了一些有价值的试验和分析结果，为磁场计算和三维涡流损耗分析方法提供了验证手段。     

300KW单极超导电机电磁场的分析研究

本文利用有限元方法对一３００ＫＷ单极超导电机内电磁场进行了系统地分析，给出了额定励磁、空载运行时，电机气隙、集流排、超导磁体和转子等位置的磁场分布，并对计算所得的空载特性曲线及集电环表面的磁场大小与实验测量结果进行了比较，证明了数值计算的准确性和可靠性．所得到的计算结果对于提高电机效率、充分利用超导材料和磁屏蔽系统的设计等工作具有重要的参考价值．