用于MHz频段的镍锌功率铁氧体损耗特性

制备了缺铁、正分、过铁配方的镍锌功率铁氧体材料,分析了其损耗频率特性、损耗温度特性.发现在0.5MHz以下该材料的损耗机理主要是磁滞损耗,在0.5MHz以上主要是磁滞后效损耗.当铁含量改变时NiZn铁氧体具有不同的最低损耗温度,一般而言正分配方具有最高的最低损耗温度,缺铁配方次之,过铁配方具有最低的最低损耗温度.     

烧结氧分压对高频MnZn功率铁氧体磁性能的影响

采用氧化物陶瓷工艺制备了高频MnZn功率铁氧体,基于动态磁化理论和损耗分离方法,研究了烧结氧分压对材料显微结构、磁导率和损耗的温度特性的影响。结果表明,随着氧分压的增大,室温下MnZn功率铁氧体的密度d、平均晶粒尺寸D、电阻率ρ和起始磁导率μi逐渐减小,而磁滞损耗Ph和涡流损耗Pe逐渐增大,同时μi-T曲线的二峰位置和Ph-T曲线的最小值所对应的温度逐渐移向高温。相同氧分压烧结MnZn功率铁氧体的涡流损耗Pe和剩余损耗Pr均随温度升高而增大。在氧分压为2%时,高频MnZn功率铁氧体具有最优性能,室温下起始磁导率μi为1175,1 MHz/50 mT时20℃与100℃的损耗PL分别为359 kW/m~3和486 kW/m~3,3MHz/10mT时20℃与100℃的损耗分别为221 kW/m~3和301 kW/m~3。     

软磁铁氧体的单畴晶粒临界尺寸与功耗

综合报导了单畴晶粒临界尺寸的中子退极化测量技术及其测量结果.讨论了单畴颗粒临界尺寸理论公式的软磁环境修正问题.各类铁氧体的单畴晶粒临界尺寸是,MnZn铁氧体～4μm (3.8±0.7μm),NiZn铁氧体～3μm(D=2.8μm时单畴晶粒占90%),MgZn铁氧体～3μm(2.9±0.2μm)等.介绍了MnZn和NiZn功率铁氧体的功耗Ptot在晶粒尺寸D减小到单畴晶粒结构临界尺寸Dc时所发生的陡降,以及软磁铁氧体损耗新观点:除了传统的涡流损耗Pe、磁滞损耗Ph和剩余损耗Pr等三项以外,还应该计入晶粒内畴壁损耗.     

MnZn功率铁氧体高频功耗特性分析

采用氧化物陶瓷工艺制备了2～4MHz频段高频开关电源用MnZn功率铁氧体,通过对铁氧体断面显微结构、密度和磁特性的测试,研究了Fe2O3含量对MnZn功率铁氧体功率损耗特性的影响。结果表明,随着Fe2O3含量的增加,晶粒尺寸逐渐减小,常温下3MHz、10mT高频损耗(Pcv)先增大后减小,Fe2O3含量从58mol%增加到59 mol%时,损耗下降非常明显,而在100℃时,铁氧体的剩余损耗逐渐降低,导致总损耗随着Fe2O3含量的增加而减小。随着频率的升高,剩余损耗(Pr)占总损耗的比重逐渐增加,成为损耗的主要部分,而磁滞损耗(Ph)占总损耗的比重逐渐降低,涡流损耗(Pe)所占比重变化不明显。     

原材料中Fe2+含量对Mn-Zn功率铁氧体磁性能的影响

研究了原材料中Fe^2 含量对Mn-Zn铁氧体材料的电阻率ρ，功耗PL，居里温度TC，起始磁导率μi等性能的影响，研究结果表明：原材料中Fe^2 含量量多，电阻率ρ低，涡流损耗Pe高，原材料中Fe^2 含量少，磁滞损耗Ph大，居里温度TC，饱和磁化强度Ms,起始磁导率μi均低。     

锰锌铁氧体涡流和磁滞损耗

损耗因子与温度、频率、电导率和磁芯尺寸的依赖关系引出如下结论:即从0至100℃的中间温度范围内涡流效应常常是主要的。涡流途径明显地是通过大于晶粒尺寸小于磁芯外围尺寸的一些区域而建立的。磁滞损耗与铁氧体材料的成分及结构有关。具有收缩磁滞回线的铁氧体(虽然具有强的时效)以及具有恒导磁率铁镍合金型的倾斜磁滞回线的铁氧体均可达到最低的磁带损耗,结晶内部具有气孔的粗糙结晶铁氧体其特征是磁滞损耗高,即使在低频时,在强磁场下测得的导磁率也具有强的驰豫现象这也是其特征。     

预烧温度和烧结温度对功率镍锌铁氧体磁性能的影响

用常规的氧化物法制备了功率NiZn铁氧体.研究了烧结温度与预烧温度对NiZn铁氧体性能的影响.实验发现,随着预烧温度和烧结温度的增高,起始磁导率先增大后降低,磁损耗则先降低后增大;在烧结温度为1265℃左右、预烧温度为900℃时,功率损耗达到最小,且起始磁导率达到了预期的要求.材料的微观结构较好,晶粒粒度较大.     

用于xDSL网络变压器铁氧体材料的开发

为适应通讯网络变压器的需要,采用传统氧化物工艺,通过添加TiO2、Co2O3、CaO等杂质,开发了具有宽温低磁滞损耗特性的TH2Mn-Zn铁氧体材料及磁芯,以满足网络通讯变压器低信号失真特性的要求。测试了材料的磁谱特性、比损耗因子、磁滞常数温度特性等,从而说明TH2材料的典型磁性能。     

烧结温度对超低损耗锰锌铁氧体性能的影响

使用同一配方制备得到的锰锌铁氧体坯件分别在1360℃、1330℃、1300℃下采用平衡气氛法烧结,制备得到致密的锰锌铁氧体磁环。SEM结果表明,降低烧结温度有效地减小了晶粒尺寸,消除了晶粒内部气孔,改善了晶粒均匀程度,使晶界更为清晰。电磁性能测试表明,在三种温度烧结得到的锰锌铁氧体材料的起始磁导率μi没有显著差异;饱和磁感应强度Bs随烧结温度降低有小幅上升;总功率损耗随烧结温度的降低而下降;并且在1300℃烧结的铁氧体材料的功率损耗(100k Hz/200m T,100℃)很低,约为255k W/m~3。通过损耗分离证实,总功率损耗的改善主要是涡流损耗大幅降低所致。     

MoO3添加对高频MnZn功率铁氧体性能的影响

采用陶瓷工艺制备高频MnZn功率铁氧体材料,研究了MoO3添加对材料微结构和磁性能的影响。用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)表征材料结构,用B-H分析仪测试材料磁性能,并对材料功率损耗进行分离。结果表明,适量添加MoO3可以有效改善材料的微观结构,提高致密度,提高材料饱和磁通密度和起始磁导率,降低功率损耗。功耗分离后发现,随着MoO3添加量的增加,磁滞损耗比例下降,涡流损耗所占比例上升。最佳MoO3添加量为0.01 wt%,获得低功耗的MnZn功率铁氧体,100℃、500kHz、50mT条件下功耗为86 kW/m3,起始磁导率约为1928,25℃下的饱和磁通密度为513 mT。     

考虑附加涡流损失的超磁致伸缩执行器动态模型

超磁致伸缩执行器在高频下工作时,能量损失不仅包括磁滞损失、Terfenol-D棒涡流损失,还包括Terfenol-D棒附加涡流损失。该文考虑到执行器的惯性、阻尼、Terfenol-D棒涡流损失及附加涡流损失,建立了超磁致伸缩执行器的动态模型。其磁滞特性由Berqvist和Engdahl磁滞模型来描述,材料非线性由输入到模型静态实验数据体现。模型求解使用有限差分方法,在Matlab/Simulink中建立相应模型仿真结构框图。对执行器不同工作频率情况进行模型的仿真计算,并与实验结果对比,发现模型与实验吻合较好。表明所建立动态模型能较好地描述执行器输出位移与驱动电流之间的关系。该模型对优化设计超磁致伸缩执行器有指导意义。     

高压自耦变压器的涡流损耗计算与屏蔽措施

为应对大型电力变压器漏磁场及杂散损耗问题,采用三维非线性涡流场有限元分析方法,以1台高压自耦变压器为研究对象,引入B-H曲线来描述非线性材料的磁特性,对变压器结构件进行了漏磁场及涡流损耗计算。采用屏蔽措施之前,油箱及夹件等结构件涡流损耗及涡流损耗密度较大,容易引起局部过热问题并且影响变压器正常运行。通过进一步分析,给出了油箱磁屏蔽、夹件L型磁屏蔽和肺叶式磁屏蔽等降低杂散损耗的措施,以及多种屏蔽形式对漏磁场及结构件涡流损耗的影响。结果表明对电力变压器油箱、夹件等结构件采取合理的磁屏蔽措施能够有效地降低杂散损耗并消除热点,不同屏蔽形式对其周围结构件涡流损耗及漏磁场具有不同影响。     

Power losses in steel pipe delivering very large currents

This paper presents a finite difference time domain solution for the electromagnetic fields in ferromagnetic conducting steel pipes of the type used to deliver large currents for in situ heating of heavy oil reservoirs and for in situ environmental decontamination. A method is described whereby a single measured hysteresis loop can be used to deduce the family of hysteresis loops that governs the variable magnetic behavior throughout the pipe wall. Hysteresis and eddy current losses are calculated, and it is shown that hysteresis effects greatly alter the eddy current distribution and can more than triple the total power losses in the steel pipe when compared to the power losses that would be present if hysteresis effects are ignored and magnetic permeability is assumed constant     

Low temperature cofirable MnZn ferrite for power electronic applications

A new MnZn ferrite tape material for sintering at 900 °C and its performance in power electronic embedded multilayer inductors of several μH inductance are described. The low sintering temperature is achieved by optimizing powder processing and sintering additives. The material is suited for processing within the low temperature cofired ceramics (LTCC) technology and it is particularly compatible with low loss Ag metallization. Although reduced by a factor of two compared to high-temperature sintered material, its relative amplitude permeability of 700 allows for numerous device applications below the Curie temperature of 260 °C. Volumetric losses are not affected by the new material formulation since increased hysteresis losses are compensated by reduced eddy current losses. Power line filters with ceramic integrated inductors and surface mounted capacitors exhibit a current capacity of up to 10 A and a shift in cutoff frequency compatible with the measured B–H curve of the material. By integration of these inductors with conventional dielectric LTCC tapes a strain-induced permeability quenching is revealed and attributed to magnetostriction. Therefore good thermal matching between tape materials is needed, but the effect also permits construction of variometers and pressure sensors without moving mechanical parts.     

大截面电力电缆固定金具三维涡流场有限元分析

文中建立了大截面电缆固定金具的三维涡流场数学模型,考虑初始条件和边界条件,利用有限元法分别研究了缆芯电流、金具材料电导率以及金具厚度对金具涡流损耗的影响。计算结果表明,金具涡流损耗均随电流、电导率以及厚度的增加而增大。当电流较大时,金具涡流损耗变化较快;当电导率较大时,反而金具涡流损耗变化趋于平缓;金具涡流损耗随厚度的变化呈线性关系。文中提出选用不锈钢作为金具材料可以有效地降低金具中所产生的涡流损耗。     

Modeling of hysteresis and power losses in transformer laminations

In this paper, a method for the representation of hysteresis and power losses in the laminations of power transformers is proposed. The developed model is based on data supplied from steel manufacturer and able to predict hysteresis and eddy current losses.     

分数槽集中绕组表贴式永磁同步电机转子损耗

针对损耗模型很难准确地计算转子损耗且三维有限元方法占用大量时间的问题,基于二维运动瞬态有限元法,研究了1台36槽42极单层分数槽集中绕组永磁同步电机在恒转矩区和弱磁区以最大转矩运行时的转子损耗,并且研究了高速工况下永磁体轴向分段数量、槽口宽度以及气隙厚度对永磁体损耗的影响。研究发现,在整个转速区间永磁体损耗占转子总损耗的90%以上;转速低于1 500 r/min时,转子铁心磁滞损耗高于涡流损耗,高于1 500 r/min时涡流损耗明显高于磁滞损耗。永磁体分段能明显降低永磁体涡流损耗;负载工况下改变槽口宽度,永磁体涡流损耗几乎没有变化;增大气隙厚度虽然能降低永磁体损耗,但是效果并不明显;同时,更改槽口和气隙厚度会使电感发生变化,并进而影响电机的运行性能。     

退火温度对非晶浸漆固化铁芯性能的影响

将Fe80Si9B11非晶带材卷绕成环形铁芯,然后经290~440℃氮气气氛保护退火,再进行浸漆固化处理。研究浸漆固化前后铁芯的损耗、电感量、磁化曲线的变化。试验结果表明,370℃退火的非晶铁芯在固化后能得到最佳性能,损耗最低,Pk Hz,1T=11.10W/kg;电感最高,L1k Hz,1V=2.17m H;800A/m下磁感应强度B800=1.24T。非晶铁芯固化前后涡流损耗占总损耗的百分比之差随退火温度升高呈现先减小后增大的趋势,磁滞损耗百分比亦然。特别地,约370℃退火的铁芯固化前后涡流损耗和磁滞损耗百分比皆保持不变。结论指导浸漆固化类非晶铁芯的制备生产。