受工艺孔影响的变压器铁心损耗计算与分析

变压器的工艺堆叠孔会增加铁心损耗,导致变压器局部温升,甚至影响变压器正常运行。为了研究工艺孔对变压器铁心损耗及其性能的影响,该文对硅钢材料的双向交变磁特性与损耗特性进行测量与分析,结合Steinmetz损耗计算公式对带工艺孔的铁心模型进行二维磁场解析计算,提出由不同形状、尺寸工艺孔造成铁心损耗增长的理论计算方法,基于有限元法对变压器铁心常用的取向硅钢片进行二维瞬态磁场仿真计算,对比分析了不同类型工艺孔对变压器铁心损耗的影响。构建带工艺孔的硅钢样片损耗测试平台,定量测试铁心材料由工艺孔造成的损耗以及局部温升,验证理论计算方法的有效性与准确性。仿真及实验结果表明,提出的变压器工艺孔铁心损耗增长的计算方法具有较高的计算精度和工程适用性。     

影响变压器空载损耗的铁心叠片结构改进

变压器的空载损耗主要包括铁心的磁滞损耗、涡流损耗和铁心附加损耗,影响空载损耗的原因包括叠片的材料与性能、硅钢片之间绝缘性能、叠片的剪切方式和叠积方式等。通过在铁心设计和叠片结构工艺制造上采取相应措施,提高材料的利用率,降低铁心的附加损耗,提高了变压器的空载性能。     

混合定子铁心再制造电机三维温度场分析

针对混合定子铁心再制造电机的温度场计算问题,依据热传导及有限元理论方法,采用等效热网路法和有限元仿真法计算了再制造电机的三维温度场。分析了混合定子铁心磁密轴向分布情况,提出一种混合定子铁心铁耗的精确计算方法,计算得到混合定子不同材料段铁耗;建立了混合定子铁心再制造电机热网络模型,利用等效热网络法计算得到节点温度;计算了混合定子铁心轴向生热率,利用定子铁心按损耗分布加载的精确温度场仿真方法对再制造电机和原电机的温度场分布进行研究,得到了再制造电机的温度分布规律,并分析了原因。制造了混合定子铁心再制造电机样机并进行了温升实验,验证了计算结果的正确性。     

变压器5/7接缝铁心的研究应用

<正>1前言变压器铁心接缝的形式决定了变压器铁心的电磁性能、材料的利用和加工的难易。变压器铁心材料采用冷轧取向硅钢片时,变压器叠片式铁心接缝全部采用斜接缝是完全必要的,全斜接缝铁心电磁性能优异,加工、叠装方便,但在硅钢片横剪过程中会产生三角片料,硅钢片材料利用率不是很高。通常所说的5/7铁心,7代表接缝总数,5代表45°斜接缝数。5/7接缝铁心(如图1a)比全斜接缝铁心(如图     

饱和铁心型限流器限流阻抗试验和计算

计算大电流下的阻抗值必须考虑铁心的非线性磁化特性。而实际铁心的磁化特性与铁心材料本身的磁化特性可能有一定偏差,这会导致计算的误差。本文根据系列限流铁心电抗器的实验结果,分析了电流大小、铁心绕组参数与限流器阻抗值的关系,并且给出了一种从小型试验样机实验结果中提取出铁心等效磁导率,进一步利用经验公式和拟合外延法来计算饱和铁心型限流器在大电流下阻抗值的方法。该方法简单易行,方法的准确性得到了不同尺寸限流器的实验验证。     

干式铁心电抗器电磁-热-结构多物理场耦合仿真及协同优化研究

干式铁心电抗器长期处于电磁、热及应力等物理场中,其温升和振动问题日益严重。为了解决上述问题,提高金属导体材料的利用率,该文提出了干式铁心电抗器多物理场耦合仿真与协同优化相结合的设计方法。首先分析铁心电抗器温升及振动机理,指出影响铁心电抗器温升及振动的主要因素。然后,搭建干式铁心电抗器系统级协同优化模型。温升方面采用包封线圈-气道单元散热效率优化方法,在振动方面采用Kriging近似模型优化方法,通过灵敏性分析将设计变量划分为敏感和不敏感2个层次。最后,采用多岛遗传算法获得最佳的设计,仿真结果验证了优化设计方法的正确性。优化结果表明,该文提出的干式铁心电抗器多物理场协同优化设计方法,在满足电感、温升和振动等参数的前提条件下,绕组和铁心的用量分别减少了17.1%和6.7%,显著提高了金属导体利用率。     

变压器铁心截面优化软件的开发

变压器制造业当中，铁心的重量要占变压器总重量的百分之三十以上，而且产品越大，这一比例越大，所以铁心成本的多少对变压器总的制造成本有着举足轻重的影响。多年来，人们一直在寻找降低铁心成本的捷径，铁心截面优化计算是实现这一捷径的重要方法之一。取得了铁心的最佳截面积，可以增加铁心的填充系数，保证在相同铁心直径下，铁心截面的利用率最大，这是节约成本最直接有效的方法。而且对产品结构、产品性能不产生任何影响，是真正意义上的技术节能。     

高功率密度永磁无刷直流电机铁耗计算分析

针对高功率密度永磁无刷直流电机铁心损耗的计算方法及其对电机参数设计的影响,对比分析了几种计算方法的结果,提出的基于磁密波形的正交分解-傅里叶分解法的计算结果最接近实测值。基于此方法,研究了3200W样机定子铁心损耗密度的分布及铁心损耗随负载转矩和转速的变化规律。结果表明定子铁心损耗的分布与磁密分布具有相似性;选用2对磁极和35WW230硅钢片材料,使得涡流损耗和磁滞损耗随转矩和转速变化的曲线交点分别出现在额定转矩和额定转速之后。对于高功率密度永磁电机,避免齿部磁密过分饱和、选用较小极对数和涡流效应较小的硅钢片材料,可减小额定工况下的铁心损耗,提高电机工作效率。     

基于有限元法分析定转子铁心能量变化对于齿槽转矩的影响

齿槽转矩通常被定义为磁共能相对于位置角的负导数.传统解析计算时,将定转子铁心材料磁导率假设为无穷大,忽略掉了定转子部分的铁心磁场能量的变化,只计算了气隙磁场能量的变化.通过有限元方法计算铁心部分磁场能量随着位置角的变化,并与气隙磁场能量变化做比较,直观的展现定转子铁心能量变化对于齿槽转矩的影响.最后再计算当磁路设计过饱和或磁密较低时,定转子铁心磁场能量的变化,并与气隙处磁场能量变化比较.     

温度对非晶合金卷形铁心磁特性及振动的影响分析

非晶合金作为新型节能铁心材料,其低损耗特性使其在铁心电力设备中拥有广泛的应用前景。非晶合金变压器实际运行环境复杂,铁心工作温度会随环境温度而升高,同时铁心自身也存在温升效应,因此铁心温度对非晶材料磁特性和振动特性的影响不能忽视。为更准确分析非晶铁心振动,本文首先对未退火的非晶带材进行了磁特性测量,并对比分析不同温度下退火后的非晶卷形铁心的磁化特性;在此基础上考虑磁致伸缩效应,建立非晶卷形铁心的磁-机械耦合有限元模型,对非晶铁心磁通密度和应力进行了仿真计算。最后,利用振动分析仪测量铁心振动加速度验证计算值,并研究分析了该铁心在不同温度下的振动加速度变化。     

Distribution of residual magnetic induction along a solid circular core magnetized in longitudinal constant homogeneous magnetic field

An amalysis of the data obtained experimentally and by numerical computation on the distribution of residual magnetic induction averaged in a cross section along the longitudinal axis of a solid circular core magnetized by a constant homogeneous magnetic field is given. A new calculation formula that takesinto account the dependence of the magnetic material characteristics on the value of the magnetizing field is proposed. The calculation and experimental data are compared for cores with various geometries and magnetic material characteristics. The area of applications for the formula is shown.     

Distribution of the residual magnetic induction along a hollow cylindrical core magnetized by a longitudinal homogeneous static magnetic field

Experimental and numerical data on the distribution of the cross-section-averaged relative residual magnetic induction along the longitudinal axis of a hollow cylindrical core magnetized by a homogeneous static field obtained by the authors were analyzed. A new calculation formula was proposed. A distinguishing feature of this formula is that it takes into consideration the thickness of the core’s wall and the dependence of the magnetic properties of the material on the magnetizing field. A comparison between the numerical results and the experimental data for cores of different geometries manufactured of materials with different magnetic properties was made. The application area of the proposed formula was shown.     

全桥拓朴LC输出滤波器电感的磁设计

电路工程师在进行滤波电感设计时,多以经验公式计算来选择磁心,得出的结果准确度不高。以全桥输出滤波电感为例,基于滤波电感的实际工作原理,推导出了磁心尺寸精确计算公式。给出了一个设计实例,计算结果表明可以满足磁心设计的计算要求。     

高利用率活性物质配方研究

介绍了特殊用途动力型铅酸蓄电池高利用率活性物质配方的研究,使用单片极板对正、负极活性物质添加剂进行了筛选,对正、负极板制造工艺进行了试验,在单片极板试验基础上确定了活性物质配方,通过样品电池对活性物质利用率进行了考核。活性物质利用率除了与其配方有关外,还受极板的高度、厚度的影响,所研究的活性物质配方,在极板高度达到一般牵引用铅酸蓄电池极板两倍的情况下,活性物质利用率仍高于一般的牵引用铅酸蓄电池。     

送电线路铁塔塔身材质和节间长度的选择

针对送电线路铁塔塔身结构设计,从轴心受力构件的强度计算公式和稳定计算公式入手,得出塔身主材角钢最优计算长度的推导方法,通过实例分析压杆稳定强度折减系数对Q235和Q345 2种钢材受力性能的影响,给出不同情况下Q235和Q345 2种钢材的选择方法。     

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。     

一体成型电感设计仿真软件的开发与应用

参考罐形磁芯等效磁路和环形电感计算公式和磁力线分布,给出一体成型电感等效磁路和感量计算公式。用Visual BASIC 6.0语言编译了一体成型电感线圈结构设计仿真软件,给出该软件的结构、特点及其使用方法。用该软件对几种一体成型电感进行了仿真计算,并制作出器件,仿真结果与实验测试结果的差异在10%以内。使用此软件可缩短电感设计周期、提高效率,还可以计算出一体成型电感的直流电阻,对器件的温升预判有一定参考价值。     

具有环形槽的复合转子异步电机的电磁场分析与端部系数计算

本文采用解析法求解了一种新型矿用电机──表面开环形槽的复合转子异步电机的三维磁场，得到了考虑铁磁体饱和时的三维磁场分布；提出了电机端部系数的实用计算公式；通过实验结果，证明了磁场分析与参数计算的正确性。     

新老混凝土结合面对重力坝稳定性影响的研究

在混凝土大坝工程建设中,对已建大坝进行适度加高是提高水库利用效率和防治安全的一种重要手段。然而在加高的同时,新老混凝土的结合面很容易受温度影响成为抗滑稳定的弱面,影响大坝安全稳定。针对这一问题,本文首次提出多条块组合滑动模式来对加高坝进行安全稳定分析。本文采用传统的刚体极限平衡方法,在考虑两种不同扬压力计算模式下,推导了三滑面计算公式,并针对南水北调中线丹江口大坝加高工程实例,成功复核其右联1坝段和右联7坝段沿指定滑裂面的安全系数,并在此基础上推导了N条块的计算公式。对同类大坝加高案例的稳定分析具有一定的借鉴意义。     

两相复合材料等效磁导率计算

借鉴细观力学中计算多相复合材料弹性模量的方法提出了一种计算两相复合材料等效磁导率的新方法。通过引入参考材料,依据Hashin-Shtrikman变分原理确定了复合材料等效磁导率的取值范围,并推导出两相复合材料的有效磁导率公式。数值计算结果与实验数据基本吻合,表明了该方法在低铁纤维浓度时能够较好地预测复合材料的等效磁导率,对于优化复合材料电磁参数具有一定的参考意义。