基于磁环的推进变压器传导电磁干扰抑制研究

针对船舶电力推进系统产生的高频传导电磁干扰信号,通过推进变压器传至船舶干网,进而影响雷达、声呐等设备正常使用的情况,提出了在推进变压器阀侧加入抗干扰磁环抑制传导电磁干扰的方法。分析了磁环抑制高频噪声的机理,采用了一种新方法,对变压器加入磁环后的高频噪声抑制效果进行了测定。实验结果表明将磁环应用于推进变压器中,线路中的传导电磁干扰将明显降低。     

铁氧体磁环对场线耦合感应电流的抑制效果

为了从理论上研究铁氧体磁环对场线耦合感应电流的抑制效果。基于传输线理论和铁氧体磁环的材料特性,在频域内建立了同轴屏蔽电缆加载铁氧体磁环-大地回路的有源传输线模型,利用该模型可以方便地得到屏蔽电缆终端接不同负载时屏蔽层上的感应电流,分析了铁氧体磁环对屏蔽层上感应电流的抑制机理,并讨论了抑制效果与铁氧体磁环材料特性的关系。研究结果表明:电缆屏蔽层两端接不同负载时,磁环对感应电流都有抑制效果;当磁环内外半径差相同时,内半径越小,抑制效果就越好;当内半径相同时,外半径越大,抑制效果就越好;当磁环形状相同时,磁环磁导率越大,抑制效果就越好。实测结果表明所提出的分析模型是正确的。研究结果可为磁环的选型提供理论依据,节省实验费用。     

磁环线圈匝数谐振频率测量及在抑制传导干扰中的应用

目前大部分文献专注于磁环在电磁兼容EMC整改中的应用和建立磁环的阻抗模型,有关谐振频率的研究比较少。为了更有效地抑制高频干扰噪声,以差模扼流圈作为研究对象,研究磁环线圈匝数对谐振频率的影响。首先通过理论分析得出电感和寄生电容是影响谐振频率的关键因素;其次使用阻抗分析仪测量不同匝数磁环的谐振频率、电感和寄生电容,量化线圈匝数引起的寄生电感和电容变化,进而确定线圈匝数增加导致谐振频率减小;最后,以电动汽车后视镜电机为例,分析了磁环线圈的接入对电磁干扰抑制效果的影响。试验证明,磁环匝数增加时,磁环抑制干扰的有效频段降低。     

磁环抑制特高压GIS设备中特快速暂态过电压的模拟试验

为抑制特高压气体绝缘组合电器(GIS)设备中特快速暂态过电压(VFTO)提出了采用磁环抑制的方法,并进行了模拟试验.利用252 kV GIS设备构建试验系统,利用SF6气体间隙在50、75和100 kV的电压等级下击穿产生高陡度的行波,测试了不同长度的R2KB铁氧体磁环串和FJ37非晶磁环串对电压行波幅值和陡度的抑制效果.试验表明,只要磁环串的长度＞O.5 m,其对于电压行波幅值的抑制效果将不再随磁环串长度的增加而发生显著变化,但行波上升时间将随磁环串长度的增加而增加;在磁环串长度≥1 m的情况下,铁氧体磁环对于电压行波的综合抑制效果优于非晶磁环.试验表明,采用磁环抑制特高压GIS中VFTO的方法在原理上是可行的.     

高度取向片状磁粉/聚合物复合膜的电磁噪声抑制特性分析

采用流延成型工艺制备了片状Fe-Si-Al磁粉/热塑性聚氨酯(TPU)系列复合膜,对样品的微观形貌、静态磁性能和复数磁导率进行了表征,利用微带线测试复合膜在0.3～8 GHz范围的传输/反射参数并计算获得功率损耗比,分析磁粉含量和复合膜厚度对近场噪声抑制性能的影响。结果表明,片状Fe-Si-Al磁粉在复合膜面内高度取向分布,复合膜具有显著的磁各向异性。随着磁粉含量的增加,复合膜的磁导率实部和虚部同时增大,并且功率损耗比相应地大幅提高;磁粉含量85 wt%时,复合膜厚度在0.8 mm以内增加时可有效提高其功率损耗比,但超出0.8mm后其功率损耗比基本不随厚度变化;提高复合膜的磁导率有利于在较薄厚度下实现较好的近场电磁噪声抑制效果。     

FeCoB—SiO2纳米磁性颗粒膜有效磁导率计算与模拟

用带Gilbert损耗项的Landau-Lifshitz 方程和Bruggeman有效媒质理论对Fe40Co40B20-SiO2纳米磁性颗粒膜的有效磁导率进行计算模拟,采用的模型是由磁性颗粒与非磁性介质组成的面心立方结构体系.模拟结果表明,磁谱曲线的变化趋势与实验数据一致,薄膜有效磁导率的实部和虚部都随着磁性颗粒的体积分数增大而增大.当磁性颗粒的体积分数在0.3到0.5之间变化时,磁导率的变化并不明显,而当磁性颗粒的体积分数在0.5到0.6之间变化时,磁导率的变化非常明显,这说明复合薄膜在磁性颗粒体积分数为0.5到0.6之间出现了逾渗阈值.     

长径比对多晶铁纤维吸收剂微波电磁参数的影响

由麦克斯韦方程出发，导出了多晶铁纤维吸收剂微波复磁导率和复介电常数与长径比的理论关系式；根据理论，通过对５ＧＨｚ频率下多晶铁纤维的数值分析，讨论了长径比对比晶铁纤维吸收剂微波复磁导率和复介电常数的影响，得到随长径比的增大铁纤维复磁导率虚部、复介电常数实部和虎部都显著增大的结论。     

应用于一体成型电感的羰基铁粉-铁硅铬混合软磁金属粉末

将羰基铁粉末与铁硅铬合金粉末按照不同比例混合后钝化、包覆、压制成磁粉心,测试和分析了其磁环密度、磁导率、直流叠加特性及损耗性能。结果表明,相对于铁硅铬合金粉末,羰基铁粉具有密度高、叠加特性好、损耗低的优点;但是其缺点是磁导率低,仅为铁硅铬合金粉末的85%。两种粉末混合制备的磁环特性并非羰基铁粉与铁硅铬合金粉末的简单叠加,而是存在一定的偏差。随频率升高,铁硅铬合金粉末磁环损耗增幅低于羰基铁粉末磁环,100 kHz/50 mT条件下前者损耗为羰后者的1.22倍,低于50 kHz/50 mT时的1.35倍。     

轴向磁化的双环永磁轴承轴向磁力研究

基于分析一对永磁环间隙的磁能及磁导，根据具有线性退磁曲线的稀土永磁材料特性和磁通连续原理，通过虚功原理法，得到轴向磁化的双环永磁轴承轴向磁力解析数学模型。模型表明：轴向磁化的双环永磁轴承轴向磁力与磁环剩磁感应强度的平方成正比，近似与磁环的平均半径及磁环径向宽度成正比；轴向磁力随磁环轴向长度的增大而增大，随磁环轴向间隙、径向偏心及磁环相对磁导率的增大而减小。经验证，模型计算值和实验值基本吻合。该模型显式表达了轴向磁力与各参量间的关系，使得永磁轴承设计和优化简便易行，解决了轴向磁化的双环永磁轴承轴向磁力数值计算复杂的问题。     

纳秒级脉冲电流下铁氧体磁环饱和特性

针对铁氧体环应用于复杂电磁环境防护设计问题,研究了脉冲传导电流作用下铁氧体磁环的饱和特性。在伏安法测得磁环的磁化曲线的基础上,采用磁性朗之万函数拟合磁化曲线,分别获得不同脉冲电流脉宽、磁环厚度、截面积、内外径之比以及材料种类等参数下,磁环的饱和电流特性。结果表明:纳秒级脉冲电流的脉宽对磁环的饱和特性几乎没有影响;磁环的截面积与磁环的饱和电流成线性正比关系,而磁环的厚度以及磁环的内外径之比对磁环的饱和特性几乎没有影响;初始磁导率越大的磁环其饱和电流越小,且饱和电流随截面积的增速也越小。     

一种集中式四自由度磁轴承振动抑制方法

针对磁悬浮飞轮储能中同频扰动抑制问题,建立了磁轴承转子系统数学模型,讨论了以电磁力作为控制量进行控制器设计的可行性和优越性,并从系统能量函数角度出发,提出了一种以电磁力作为控制量的集中式同频扰动抑制算法。在以电磁力作为控制量的基础上,将线性扩张状态观测器与集中式四自由度状态反馈控制器相结合,并通过李雅普诺夫定理验证了系统稳定性,使得控制算法能够对同频扰动进行主动观测和补偿。仿真结果表明该算法在宽转速范围内对于同频扰动的抑制具有明显效果。     

高速隐极同步发电机电磁振动分析及抑制

对高速隐极同步发电机气隙磁场以及径向电磁力波进行有限元仿真计算与分析,研究并总结了不同磁导率磁性槽楔和不同槽分度数对电机电磁激振力的影响规律,形成抑制该类电机电磁振动的优化方案。通过开展高速发电机机脚实测振动频率与电磁激振力波频谱对比研究,验证了径向电磁力波计算与分析的正确性。在此基础上,对优化方案下的电机电磁振动进行预估分析,转子齿谐波振动加速度级降低达13.5 d B,总振级降低4.6 d B,从而验证了优化方案的有效性,相关分析方法和优化措施为抑制该类发电机的电磁振动提供可靠的参考。     

磁性槽楔对永磁电机转子损耗及温度场影响

针对实心转子高压永磁电机定子铁心开槽会导致气隙磁导不均匀,气隙中谐波磁场引起电机转子温度升高,影响永磁体的电磁性能的问题,以一台315 k W,6 k V实心转子高压永磁电机为例,建立了样机的二维电磁场时步有限元模型及三维全域流体与固体耦合传热数学模型,给出了求解域及边界条件,通过求解计算模型,将计算数据与实验数据进行了对比,验证了所建模型的正确性。在此基础上研究了槽楔相对磁导率分别为3、5、7、9时对转子表面涡流损耗的影响,分析了磁性槽楔相对磁导率为不同值时电机转子及定子各部分的温度分布,计算结果表明定子槽楔相对磁导率数值的增加,电机的起动转矩降低,转子铁心涡流损耗逐渐减小,电机定子各部分温度先减小后趋于稳定。     

纳米磁性颗粒膜研究进展

磁性纳米颗粒薄膜是一种能广泛用于平面变压器、高频小型化平面电感器、薄膜电磁干扰抑制器及GHz频段薄膜磁场传感器的新型软磁薄膜材料.纳米磁性薄膜具有金属磁性材料的高饱和磁化强度特性,同时又具有接近铁氧体磁性材料的高电阻率特性.这种材料从低频到微波频段具有很高的复磁导率实部.本文综述了几种典型纳米颗粒薄膜的磁特性.     

电源滤波器抑制阻尼振荡波的试验研究

针对变电站一次回路开关操作产生的暂态干扰,分析电源滤波器的插入损耗和特征阻抗,进行电源滤波器抑制阻尼振荡波抗扰度试验,研究了电源滤波器在抑制开关操作引起的电磁干扰方面的作用,为在变电站电磁环境内选用电源滤波器提供了参考。     

电磁兼容测试系统电磁干扰问题分析与解决

针对在屏蔽室内进行电磁兼容测试时遇到的电磁干扰问题,通过实验判断出干扰主要来自屏蔽室电源滤波器的漏电流和地环路感应的噪声电压。本文重点分析了这两个干扰源对测试系统产生干扰的机理,在此基础上给出了解决漏电流干扰和地环路干扰的措施。     

开关电源中电磁干扰的产生及其抑制

电磁干扰对开关电源的效率和安全性及使用的影响日益成为人们关注的热点.开关电源对干扰的抑制在保证电子系统正常稳定运行方面具有极其重要意义.本文分析了开关电源中电磁干扰产生的原因和传播的路径.通过减小干扰源产生的干扰和切断干扰传播路径的方法,提出了抑制干扰的有效措施,并重点介绍了变压器的设计方法和制作方法.按照本文介绍的方法制作了一台反激式开关电源,实验结果表明,通过采用EMI滤波,合理改进变压器的设计和制作工艺等措施可以大大减小开关电源产生的电磁干扰.     

Design of a coil geometry for generating magnetic field to evaluate biological effects at 85 kHz

In recent years, the use of induction‐heating systems has increased and wireless power transmission (WPT) systems have been discussed. These applications are installed close to a human body. Therefore, it is important to discuss the effects of alternating magnetic fields and to evaluate electromagnetic interference. This paper discusses the design procedure of a magnetic field generator to evaluate the electromagnetic interference at 85 kHz that is being studied in WPT systems for EV and HEV. The magnetic field generator presented in this paper consists of a single‐phase inverter circuit that uses SiC‐MOSFETs and an air–core inductor that is used as the coil for generating a magnetic field. In particular, this paper shows that the coil used for generating magnetic field needs to reduce the winding voltage to generate higher magnetic flux. In addition, this paper presents the design procedure of the proposed coil structure that can satisfy some limited conditions. The experimental results of the proposed system rated at 82 kHz and 100 A are presented.     

考虑铁心饱和的内置式永磁同步电机气隙磁场解析计算

准确分析电机结构以及磁饱和等因素对气隙磁场分布的影响是永磁电机设计、优化的关键。以分数槽集中绕组内置式永磁同步电机(FSCW-IPMSM)为研究对象,根据磁路分析方法和FSCW的分布规律,分别得到了考虑转子磁桥漏磁的空载永磁磁场解析模型和电枢反应磁场的解析表达式。考虑到定子齿槽结构以及转子内部永磁体分布,利用相对气隙磁导,将定子开槽和转子凸极对气隙磁场的影响考虑在内。重点结合定子铁心材料的B-H磁化曲线、定子铁心局部磁饱和特性引入铁心等效磁阻与动态磁导率来考虑定子铁心磁饱和对负载气隙磁场的影响。最后,有限元仿真和样机试验结果验证了理论分析的准确性,为该类电机的电磁设计和性能分析提供了理论基础。     

基于三维有限元方法的非晶合金变压器磁心电磁场分析

本文基于三维电磁场有限元分析方法,对非晶合金变压器磁心内部电磁场进行分析计算,获得了磁心三维电磁场的分布情况,并与传统的磁路计算方法法进行比较,得到了完善准确的非晶合金变压器设计方法。