新型矢量磁滞模型的建模与验证

为描述旋转磁化过程并有效模拟各向异性对于磁化过程的影响,在矢量磁滞算子模型（vector hysteron model,VHM）的框架下改变了基于等势面模拟磁化过程的方法,提出了一种新的磁滞算子实现方法。采用分支曲线作为磁滞算子临界面方程,并利用有向分支曲线的方法对算子的临界面方程进行求解。为了能够进一步研究模型在不同激励条件下的精确模拟,对不同频率下的实验数据进行了参数辨识,并采用Moving函数对辨识参数的分布进行了表征。通过模拟计算结果与实验数据的对比,验证了新型矢量磁滞模型的有效性。     

基于PSO-Powell混合算法的软磁复合材料二维矢量磁滞特性模拟

针对经典矢量Preisach模型仅能模拟各向同性磁滞特性的缺陷,提出改进的矢量磁滞模型.通过引入幅值与方向角的关联参数改善磁场强度的曲线形态,使模型能够考虑软磁材料的各向异性特征.利用矢量磁特性实验平台对软磁复合材料(SMC)在二维旋转磁化激励下的磁特性进行测量,根据测量的极限磁滞回线,分别构造标量和矢量Everett函数.提出基于粒子群(PSO)和Powell方向加速的组合优化策略,显著改善PSO的局部寻优能力,提高计算效率和精度,进而实现矢量Preisach磁滞模型的高效参数辨识.矢量磁滞特性的仿真结果与测量结果相吻合,验证了该文所提改进矢量磁滞模型及其参数辨识方法的有效性.     

基于深度置信网络算法的面向铁磁材料旋转磁滞损耗的矢量磁滞模型

铁磁材料磁滞建模是电气工程领域的基础性理论研究之一。该文基于深度置信网络（DBN）算法结合磁滞算子空间理论提出一种矢量磁滞模型。在模型结构中，引入郎之万函数作为映射函数对磁滞数据进行输入转换计算。利用多个磁滞算子构建算子空间生成高维算子数据，算子空间的数据输出作为DBN模型的输入，结合DBN算法表征算子数据与模型输出的非线性关系。利用样本的磁感应强度数据和生成的算子数据训练模型，获得模型参数。通过仿真表明构建的模型可以有效地描述铁磁材料在旋转磁化情况下的非线性特性和各项异性。同时，结合磁损分离理论改进磁损模型中相应的损耗系数，构建动态磁损计算模型，并将磁滞模型获得的数据应用于动态损耗计算。仿真表明，构建的磁滞模型可以有效地表征铁磁材料的实际磁化特性和损耗情况。     

一种新的混合矢量磁滞模型磁滞算子定义方法

提出了一种新的磁滞算子定义方法,从能量角度定性分析了单畴单轴各向异性椭圆形磁性粒子的特性及其磁化方向的判定法则,借助于磁性粒子矢量场等势线分别给出了各向异性和各向同性材料的磁滞算子临界面方程,把磁滞算子定义为等势线包围的封闭区域,给出了磁滞算子的磁化方向判定方法。定义的磁滞算子满足第二热力学定律,具有能够描述磁滞现象的损耗特性和擦除特性,符合描述磁滞特性的Mandelung定则。     

电流互感器暂态时域仿真

在分析电流互感器暂态特性及其动态磁化过程的基础上，利用不同函数分 段拟合磁化曲线和曲线压缩的方法，建立了计及铁心饱和、磁滞、局部磁滞及 原始剩磁影响的电流互感器暂态时域仿真模型，并开发了仿真计算程序。利用 该程序计算了电流互感器在电力系统故障暂态电流作用下的暂态过程。计算和 实验所得波形相一致。仿真结果说明，该模型方便地克服了铁心饱和后的磁化 曲线易于拟合成负斜率的问题，能够全面准确地描述、模拟电流互感器暂态过 程中的真实状况。     

基于解析Preisach模型的非晶合金磁滞特性模拟

作为一种高磁导率、高频损耗低的软磁材料,非晶合金已广泛应用于高频变压器等电磁装置。如何准确、快速模拟其固有的磁滞特性对设备的优化设计具有重要意义。针对经典Preisach磁滞模型数值求解耗时、分布函数辨识复杂、模拟非晶合金磁滞特性精度低等问题,提出了一种可准确快速模拟非晶合金磁滞特性的解析Preisach模型。首先针对非晶合金不可逆磁化分量分布函数,基于非晶合金磁滞特性曲线实验数据利用特殊解析函数进行拟合,然后在基于积分法得到闭合形式Everett函数的基础上构建了非晶合金不可逆磁化分量。引入了含参双曲正切函数表征非晶合金可逆磁化分量,继而通过线性叠加的方式得到了解析Preisach模型。将该模型对非晶合金磁滞特性模拟结果以及损耗计算结果与实验结果进行对比,发现相对误差小于10%,并且该模型数值求解简单、易于仿真实现,具有较高的准确性与实用性。     

基于PREISACH理论的电流互感器建模研究

提出了一种新型电流互感器（CT）数字化模型。该模型由CT电磁感应方程和基于Preisach理论的新型铁心磁化模型组成：基于Priesach理论的WIPING—OUT特性，提出了确定铁心运行所在磁化曲线的方法，并在新坐标系下分离Preisach函数的变量，得到了不同情况下铁心磁通密度的计算方法，由此建立了铁心磁化模型；提出了一种新的寻解算法，通过该算法将铁心磁化模型同CT电磁感应方程相耦合，建立了CT数字化模型。该模型只需极限磁滞回环下降支、一次电流和二次负荷等少量易被直接测得的参数，即可较准确地仿真铁心内部磁化过程，具有实现简便，仿真精度高等特点。采用文中CT模型对保护CT的饱和特性进行了仿真研究，仿真结果和实测数据的比较验证了模型的有效性。     

基于二维磁特性测量的电工钢片矢量磁滞模型

提出一种模拟电工钢片复杂磁特性的矢量磁滞模型。该模型考虑频率、磁化历史等因素对磁滞特性的影响,模型中磁滞系数与磁阻系数的确定是基于双激励二维磁特性测量实验获得的,在实验中通过对磁通密度变化轨迹的控制实现对磁场强度波形的测量。所提出的模型既避免了传统磁滞模型数学表达的复杂性,又提高了模拟的准确度,更适用于工程应用。通过与传统模型及实验测量结果的比较,证明了所提出的模型能更有效、更准确地模拟电工钢片的复杂磁特性。     

基于矢量磁滞算子的软磁复合材料旋转磁滞特性模拟分析（英文）

介绍一种考虑软磁复合材料的磁各向异性特征,并且能够准确描述磁性材料微观磁特性的矢量磁滞算子,并且基于"磁化稳定状态能量处于极小值"的原理,建立能够确定单个矢量磁滞算子稳定磁化状态的八角星形线法则。同时引入高斯-高斯二维分布函数和Weiss理论中相互作用场的概念,确定磁性材料的宏观磁特性为材料内部所有矢量磁滞算子磁特性的加权和,建立能够反映磁性材料矢量磁特性的旋转磁滞模型,实现软磁复合材料的旋转磁特性精确数值模拟。借助三维磁性材料磁特性测量装置对电工磁性材料的真实磁特性进行了全面测量和分析。最后通过与实验测量结果对比,验证矢量磁滞模型的有效性和准确性。     

交直流混合激励下取向硅钢片磁滞及损耗特性模拟方法

该文对交直流混合激励下(既含偏磁又含谐波)取向硅钢叠片的动态、静态磁滞特性和损耗特性进行测量,分析激励中不同因素(如直流偏磁磁场强度、谐波次数)对损耗的影响规律.提出基于非对称极限磁滞回线的Preisach模型参数辨识方法,实现静态磁滞回线的准确模拟.提出交直流混合激励下异常损耗模拟及其参数提取方法,并基于损耗分离和场分离的等效关系,得到交直流混合激励下的Preisach动态磁滞模型.通过仿真和实验结果的对比,验证了该方法的有效性和准确性.     

一种用于电流互感器铁心J-A磁滞参数识别的改进方法

模拟电流互感器铁心的动态磁化过程,需要建立准确的磁滞模型.改进J-A磁滞模型能够更准确地模拟铁心的磁滞特性.针对改进J-A磁滞模型关键参数难以确定的问题,提出了一种基于烟花算法的电流互感器改进J-A磁滞模型参数识别方法.该方法首先建立改进J-A模型,然后建立参数识别模型,以求出的磁感应强度与已知的磁感应强度之间的绝对误...     

强磁场永磁机构组装过程的动态有限元分析

提出一种外磁场按任意规律变化时,永磁材料特性的数值模拟方法。该方法将Preisach磁滞模型和有限元法相结合,完成对强磁场永磁机构装配过程的动态磁场分析。所提出的方法将永磁材料包括局部回线在内的磁滞特性包含到数学模型中,在合理的假设下,考虑了计及磁滞效应的"旋转磁化"。该方法只需要利用永磁材料的极限磁滞回线即可完成分析计算,避免了采用大量实验统计方法确定传统Preisach磁滞模型的分布函数。通过与传统简化计算方法(电流片等效法)和实验结果的比较,证明了所提方法的有效性。     

基于规化求解法的电流互感器仿真

电流互感器饱和问题一直是影响保护正确动作的关键问题,所以需要对电流互感器饱和情况进行深入的研究,分析二次电流波形。选用一种拟合直流磁化曲线的数学函数,运用规化求解的方法建立电流互感器的仿真模型,并据此比较不同性质的二次负荷、剩磁和磁滞效应对电流互感器传变的影响,分析这些传变对继电保护的危害。所提出的规化求解法方便地解决了铁磁非线性仿真问题。     

改进型回转器-电容非线性磁心仿真模型

回转器-电容模型因具有建模方便、电磁信息完整、适于电-磁系统混合仿真等优点而适于仿真建模.本文提出的改进回转器-电容磁心模型,用非线性电阻来模拟磁滞特性,用非线性电容来模拟饱和特性.文中给出模型方程、模型参数计算及优化方法.仿真结果与手册中B-H曲线的一致性证明了建模方法的有效性.模型应用于400kHz Buck 变换器及采用磁放大器的多路输出电源的系统仿真中,仿真结果与实验结果或者理论分析结果相一致,证明了所提模型的有效性.     

直流偏磁状态下电力变压器铁心动态磁滞损耗模型及验证

直流偏磁状态下,电力变压器的附加损耗显著增加,试验测量得到的变压器空载损耗不能充分表征铁心实际损耗。为正确评估变压器铁心可能出现的过热问题,有必要建立其准确的数学模型。该文在Jiles-Atherton基本磁滞模型的基础上,从能量平衡原理出发,考虑铁心在交流状态下的涡流损耗和异常损耗,建立了合理可逆磁化系数条件下,以磁通密度作为输入量的铁心动态磁滞损耗模型。利用遗传算法提取试验变压器铁心在正常工作条件下的动态模型参数,并用于对不同幅值直流偏磁电流作用下的铁心损耗进行仿真计算。将计算结果与试验结果进行对比,发现二者吻合较好,说明该动态模型能较好的描述直流偏磁状态下电力变压器铁心动态磁滞损耗,验证了模型的正确性和实用性。     

可变磁通永磁记忆电机调磁特性

建立了可变磁通永磁记忆电机永磁体连续去磁和重新充磁的磁化模型,给出了去磁时的回复线方程和充磁时的局部磁滞回线方程,采用有限元法对电机施加不同定子直轴电流时的磁通分布和永磁体内的磁通密度变化进行了分析,据此计算了电机永磁体在不同磁化状态时的气隙磁通密度、相磁链、相反电动势、每极气隙磁通等参数。文中给出了记忆电机连续去磁与充磁的有限元分析流程。设计制作了一台样机进行了实验验证,实验结果与有限元计算结果吻合较好。有限元计算与实验结果同时表明,记忆电机能实现连续近似线性去磁,但增磁特性呈非线性;永磁体的充磁比去磁困难,饱和充磁电流大约是完全去磁电流的4倍。