大型电力变压器电工钢片磁特性研究

利用爱泼斯坦方圈测试系统,首先针对变压器制造厂商常用国内外取向硅钢片磁性能和损耗曲线进行测量和对比分析。其次,对比分析了电工钢片退火前后磁性能数据和损耗数据,目的是研究退火对电工钢片磁性能的影响。然后,考察长期运行条件下硅钢片磁特性的变化情况。最后,针对标准外不同频率和温度影响下的电工钢片磁特性进行了测量。本次测量获得的取向硅钢片磁性能数据对取向硅钢片磁性能模拟技术及变压器铁心设计、制造等方面研究具有重要意义。     

取向硅钢片在不同环境温度下的磁特性

为了更加准确地研究硅钢片的磁性能,提出爱泼斯坦方圈组合法(包括标准25 cm爱泼斯坦方圈、修正的17.5 cm和20 cm爱泼斯坦方圈)对硅钢片磁性能数据进行测量和加权处理,其中包括有效磁路长度、比损耗、激磁功率,详细地考察了激磁频率、试样剪切角度和环境温度对爱泼斯坦方圈测量硅钢片磁性能结果的影响。研究结果表明:利用该爱泼斯坦方圈组合可以有效地建立取向电工钢损耗模拟模型,从而更加准确地确定取向电工钢的损耗。由分析结果可知,环境温度的变化会给硅钢片的磁特性带来较大变化,硅钢片比损耗在环境温度125℃和16℃时测量误差高达8.10%。该研究改善并提高了爱泼斯坦磁性能测试数据的应用价值。     

直流偏磁下叠片铁心磁致伸缩的实验测试与分析

电工钢片磁致伸缩效应是引起变压器铁心振动,并产生噪声的主要原因之一,直流偏磁的存在加剧了铁心的磁致伸缩形变。基于爱泼斯坦方圈装置开发了电工钢片叠片结构磁致伸缩特性测量系统,测量并分析了取向电工钢片叠片结构在不同直流偏磁磁场、磁化角度及磁化强度下磁致伸缩主应变大小和方向的变化情况,对比分析了单片电工钢片与其叠片结构磁致伸缩特性的差异,讨论了直流偏磁磁场对叠片结构磁致伸缩特性的影响,并建立了材料磁致伸缩特性数据库。基于上述测量数据,计算了直流偏磁下单相变压器铁心模型的磁致伸缩应变,并与实测值进行了对比验证,为直流偏磁下变压器铁心振动噪声的研究奠定基础。     

磁性材料 第2部分:用爱泼斯坦方圈测量电工钢片和钢带磁性能的方法

1范围和目的IEC404的这一部分适用于晶粒取向和非取向电工钢片和钢带的直流磁性能测量及频率高达400HZ的交流磁性测量。这部分的目的在于规定用爱泼斯坦方图测量电工钢片和钢带磁性能的一般原理和技术细节。爱泼斯坦方圈适用于从任何等级的电工钢片和钢带上取得的试验样品。用于正弦形感应电压,规定的磁极化强度峰值和规定频率下的交流磁特性测量。试验样品首先应退磁,测量应在试样周围的温度为（23士5）℃下进行。在更高频率下的测量应按照IEC404－10进行。注——在本标准中使用IEC50（221）中定义的“历极化强度”术语。在一些IEC…     

基于爱泼斯坦方圈组合和损耗加权处理技术的取向电工钢磁性能扩展模拟

提出了一种基于爱泼斯坦方圈族(包括标准25cm爱泼斯坦方圈、缩比的17.5cm和20cm爱泼斯坦方圈)和二级加权处理方法对爱泼斯坦测试数据,包括有效磁路长度、比损耗、励磁功率,进行处理的晶粒取向电工钢磁性能扩展模拟方法。详细地考察了励磁频率、试样剪切角度和环境温度对爱泼斯坦方圈测量结果的影响。研究结果表明,利用本文提出的爱泼斯坦方圈组合以及二级加权处理技术,可以有效地建立取向电工钢损耗模拟模型,从而更加准确地确定了取向电工钢的损耗,改善并提高了爱泼斯坦磁性能测试数据的应用价值。     

间谐波对电工钢片励磁特性及损耗影响的实验研究

基于爱泼斯坦方圈,搭建了可产生任意间谐波激励的电工钢励磁特性和损耗特性实验平台。基于该实验平台研究间谐波对电工钢片励磁电流的影响,并应用Prony算法分析了间谐波作用下方圈感应电压和励磁电流的频率特性。最后,分析和总结了间谐波的频率和幅值对电工钢片的励磁特性和损耗的影响规律。该文的工作为研究间谐波对电力变压器等设备的影响和抑制奠定了基础。     

机械应力下电工钢片磁滞与磁致伸缩回环滞后特性模拟

机械应力会影响电机铁心材料的磁滞回环特性和磁致伸缩回环特性,进而影响电机损耗与振动等运行性能,为此需要在电工产品设计阶段有效模拟电工钢片磁滞-磁致伸缩应变-机械应力的耦合关系下的磁特性。基于磁畴能量极小值的原理,该文提出改进的磁畴结构模型（ADSM）实现电工钢片在机械应力下磁滞与磁致伸缩回环滞后特性表征。引入磁滞能量密度函数描述磁滞和磁致伸缩回环滞后效应,引入磁弹性能考虑机械应力对磁特性的影响,使用多个晶粒磁特性的平均值来表示多晶结构电工钢片的磁特性,最后通过模型结果与实验测量数据对比,验证了该改进的ADSM较传统模型更能有效地表征电工钢片的磁滞与磁致伸缩滞后特性,为准确计算铁心的损耗与振动性能奠定基础。     

无取向电工钢应力依赖矢量磁特性测量研究

提出一种依赖矢量磁特性的电工钢片应力测量方法,采用电动推杆实现同时在轧制与垂直于轧制方向对电工钢片施加拉(压)力。优化设计励磁磁轭的尺寸并合理布局以保证测量区域磁场分布的均匀性,提高测量精度。将B探针与双复合H线圈统一装配到电木框架内构成矢量B-H传感器,达到同时测量电工钢片磁通密度B和磁场强度H信号的目的。根据坡印亭定理计算不同磁化条件下电工钢片比总损耗。基于上述方法分别测量了无取向电工钢样品不同磁化角度、轴比以及磁通密度下的矢量磁特性,测量过程中将预拉(压)力矢量的方向设置为与磁化角度一致。根据测量结果总结归纳出电工钢片矢量磁特性的应力依赖演化规律。     

三方圈一级加权处理法确定爱泼斯坦方圈等效磁路长度

基于双爱泼斯坦方圈测量法,采用两组双爱泼斯坦方圈(即2E(25-20)和2E(20-17.5))磁性能测量装置,对30P120硅钢试片进行了双方圈测量实验,考察了等效磁路长度的影响因素。通过三维仿真模拟,证明了双爱泼斯坦方圈法的前提条件是相应的搭接位置磁密相等,在其基础上,提出一种加权处理法,对25cm爱泼斯坦方圈不同部位(其铁轭中段均匀区和角部搭接区以及两者之间的影响区)的总比损耗所确定的等效磁路长度进行加权处理,确定其实际有效的磁路长度,并与双方圈法进行比较分析。既排除方圈角部双搭接结构区域被测试样磁性能不均匀性的影响,又考虑了方圈不同部位的总比损耗对等效磁路长度的影响。实验结果证实本文提出的方法可以正确地确定电工钢片的总比损耗。     

关于爱泼斯坦方圈的空气磁通补偿

一、引言在应用爱泼斯坦方圈测试电工钢片的磁性时,通过测量方圈次级绕组上的感应电压平均值进而计算出试样中的磁感应强度峰值,其结果可用下式表示: