SmTbCo/Cr薄膜的磁特性与温度特性研究

采用射频磁控溅射法在玻璃基片上成功地制备了SmTbCo/Cr非晶垂直磁化膜,对薄膜的磁特性与温度特性进行了研究.薄膜组分为(Sm0.286Tb0.714)31Co69/Cr时,其饱和磁化强度为330kA/m,矫顽力为398kA/m,薄膜的磁各向异性能值高达415kJ/m3;该种薄膜的居里温度在220℃左右,补偿温度在室...     

玻璃基片和石英试杆对磁光薄膜居里温度测量的影响及其消除方法

在磁光薄膜居里温度的测量中,当薄膜的磁化强度信号与石英试杆和玻璃基片的磁化强度信号具有同一有时,石英试杆和玻璃基片,对薄膜居里温度的确定引入很大的误差,提出了消除石英试杆和玻璃基片影响三种方法,实验结果表明,由三种方法消除石英试和玻璃基片影响后所确定得到的磁光薄膜居里温度相对偏差小于5％,因此,三种消除石英试杆和玻璃基片影响的方法是切实可行的。     

基于降温法的直接重写磁光记录薄膜居里温度的快速测量

在测量单层或多层磁光记录薄膜的居里温度时 ,为了达到有目的测量和提高测量的效率 ,采用了在快速升温过程中 (<5min) ,在感兴趣的温度范围里观察被测薄膜 Ms～ T曲线变化的全过程 ;然后 ,初步判断薄膜的居里温度可能在哪个温度区域里 ,决定是否需要精确测量 ;最后 ,若决定测量 ,选择居里温度附近的一段温度区域里利用降温过程测量。整个测量过程比采用逐步升温、并在每个恒定的温度上读取饱和磁化强度 Ms的方法节省大量的时间。只要选择一类响应时间快的热电偶 ,可以达到与逐步升温方法同样的测量精度。     

平面磁化/垂直磁化双层耦合膜的磁化方向分析

平面磁化/垂直磁化双层磁光薄膜之间交换耦合作用的控制是中心孔探潮型磁超分辨(CAD-MSR)技术的关键．本文根据磁能分布的连续模型，通过一定的数值方法和边界条件解磁能量方程．总结了单层膜磁交换常数、有效各向异性常数和饱和磁化强度对读出层磁化方向的影响规律．计算结果表明，要实现CAD-MSR，平面磁化层的饱和磁化强度必须有随温度升高而下降的趋势，而记录层的饱和磁化强度最好随温度升高而增大．计算结果将对两层耦合膜实验中材料的选取有直接的指导作用．     

SmTbFeCo磁光记录材料温度特性的平均场理论研究

基于平均场理论，提出重稀土－轻稀土－过渡族非晶薄膜温度特性的计算方法，详细讨论了薄膜成分对薄膜磁学和磁光性能的影响。研究表明，用适量的轻稀土元素替代重稀土元素，室温下饱和磁化强度增大，克尔角有所提高，薄膜的补偿点温度下降，恧大里点温度基本保持不变，并且饱和磁化强度和矫顽力随温变化趋向缓慢，从而可以拓宽磁光介质的使用温度范围。     

重掺杂Bi:YIG溅射薄膜的磁和磁光性能

用磁控溅射 快速退火晶化处理在YAG、Al2O3基片上制备了重掺杂Bi:YIG磁光薄膜,利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、磁光克尔仪/光学分度计、振动样品磁强计(VSM)分别研究了薄膜的微结构、磁光性能和磁性能.薄膜的饱和磁化强度为135～139 kA/m,不同基片上制备的薄膜的矫顽力不同,薄膜的法拉第角在450～610nm的光波段范围内约为3～5°/μm;当退火温度在600℃时,在两种基片上制备的薄膜透射率谱非常相似,当退火温度为800℃时,在Al2O3基片上的薄膜透射率谱将出现一个台阶.     

SmDyCo薄膜的磁特性及微磁模拟研究

采用射频磁控溅射法在玻璃基片上制备了SmDyCo薄膜.振动样品磁强计(VSM)测试结果显示,SmDyCo薄膜垂直膜面方向矫顽力为353kA/m,矩形比为0.88;而平行膜面方向的矫顽力为10kA/m,矩形比为0.093,这表明SmDyCo薄膜具有垂直磁各向异性.对SmDyCo薄膜的微磁模拟结果与实验结果基本吻合.通过对SmDyCo磁性薄膜在外场下动态磁化过程的计算,发现薄膜的磁矩并不是从一个方向到另一个方向的直接转动过程,而是一种阻尼进动过程.薄膜磁矩转动过程瞬态图像也证实了这种现象.     

确定单轴磁膜的厚度及磁化强度的方法

在测量磁泡畴器件用的外延膜的成分时,快速而准确地确定有关的磁和物理性能是非常有用的。本文描述通过磁滞同线的测量及零场周期间隔值估计出具有带状畴结构的单轴材料薄膜的厚度及磁化强度的方法。假定简单的交替变化极性的带状畴结构(图1)近似于常见的蜿蜒状排列,则畴周期间隔磁化强度及外加场间的关系可以计算为:     

退火对低温射频磁控溅射Ba铁氧体薄膜结构及磁特性的影响

用ＲＦ磁控溅射法在纯Ａｒ气中，在硅基片不加热，制备了Ｂａ铁氧体薄膜，研究了退火温度对薄膜Ｃ轴垂直取向，结构及磁特性的影响，结果表明薄膜在７００℃氧气中退火可获得良好Ｃ轴垂直膜面择优取向，该薄膜的饱和磁化强度和矫顽力分别是Ｍｓ＝２９６ｋＡ／ｍ，Ｈｃ＝３１０．４ｋＡ／ｍ。退火温度过低或过高，都不利于形成Ｃ轴垂直膜面的择优取向。     

形状记忆合金Ni_2MnGa材料的磁热效应

利用电弧熔炼法制备了形状记忆合金Ni_2MnGa块体,X射线衍射表明样品的晶体结构为立方晶系的L2_1,利用振动样品磁强计测量了磁化强度M随温度的变化和不同温度下的等温磁化曲线,由dM/dT随温度变化的曲线得到居里温度约为395.5 K,外加磁场等于5.0,10和17 kOe时磁熵变化的最大值出现在388 K,分别为0.5,1.2,1.9 J/kg·K。     

Nonlinear modeling of magnetic saturation and hysteresis in an electromagnetic device

The cores of most electromagnetic devices, in their normal operating regions, enter saturation by design or otherwise. Some devices, such as ferroresonant transformers, utilize the saturating properties of their core materials to perform their intended tasks. In other devices, such as power transformers, saturation is an undesirable phenomenon imperative to their economically competitive designs.A second phenomenon, known as hysteresis, associated with the operation of electromagnetic devices is the non-uniqueness of the core magnetic flux for a given excitation. That is, core flux is a multivalued function depending on the excitation as well as its own previous states.Computer simulation of a saturable electromagnetic device requires mathematical models for the device saturation and hysteresis characteristics. A general approach to modeling saturation and hysteresis is proposed in this paper. A model which is nonlinear in a parameter is proposed; however, a linearizing transformation is used to allow the estimation of the model parameters by linear estimators.The results of modeling saturation and hysteresis for a two-winding ferroresonant transformer are given. The hysteresis loop obtained from simulation is compared with the actual loop for a given operating condition. These results indicate that accurate modeling of the hysteresis loop is possible with the proposed technique.     

基于极性变化直流电压源的铁磁元件铁心剩磁通测量方法

剩磁通可能给变压器带来较大的励磁涌流,影响测量互感器的测量精度。然而目前对于变压器的铁心剩磁通测量还没有规范的方法。为了便捷地测量铁心剩磁通,提出一种采用极性变化的直流电压源来测量铁磁元件铁心剩磁通和剩磁系数的方法。该方法采用半桥电路获得极性变化的直流电压,并施加在绕组两端,使铁心分别达到正、负饱和点。绘制整个过程中的磁通与电流关系曲线,即可得到铁心的部分饱和磁滞回线,根据获得的饱和磁滞回线来计算铁心剩磁通和剩磁系数。并且在电流互感器上开展实验,测得在正、负饱和剩磁点和退磁后的磁通零点的剩磁通平均值分别为4.001m Wb、-3.844m Wb和0.048m Wb。结果表明,该方法具有较高的准确性和稳定性,而且需要的退磁电源功率小,方便携带。     

电工软磁材料旋转磁滞损耗测量及建模

电力变压器和电机中存在旋转铁心损耗是其损耗预测不准的主要原因之一。针对该问题,提出电工软磁材料旋转磁滞损耗测量及建模方法。首先,矢量磁滞损耗分解为切向损耗和法向损耗两部分,分别根据圆形旋转损耗和交变损耗建模。其次,对软磁复合材料和无取向电工钢片进行模型参数辨识,并比较两种材料的损耗特性和模型参数。最后,利用三维磁特性测量装置进行多种励磁模式下的损耗测量,并对比实验结果与模型预测值。结果表明,在旋转复杂激励下,所提出的模型比传统的Steinmetz模型有更高的精度。     

表征开口式电流互感器工作原理的解析模型

传统电流互感器一般采用闭磁路铁心设计,但受铁心材料存在磁饱和的限制,其在一次电流回路发生短路故障时,出现的直流电流分量会严重影响电流互感器的性能,导致其测量电流值的误差可能非常大。开口式电流互感器通过在磁路中引入空气隙,大大增加了磁路阻抗,可有效避免铁心饱和对电流互感器性能的影响。从开口式电流互感器的基本磁路和电路时域方程出发,建立了考虑二次侧负载效应时表征开口式电流互感器工作性能的解析模型。讨论了开口式电流互感器的不同参数对其工作性能的影响。所建立的解析模型,对实现测量用电流互感器与保护用电流互感器的兼容,以及提高用于电能表在线检测的钳形电流互感器测量准确度,均具有理论指导价值。     

软磁测试及分析系统设计

软磁材料制作的部件是诸多产品的核心部分,需测量以确定其性能和质量符合使用标准。本文介绍了一种以工业控制计算机为核心的软磁测试及分析系统,采用磁化软磁部件的方法,确定该材料的磁性能参数并绘制磁滞回线。该测试系统包括程控信号发生电路,主线圈功放电路,副线圈调理电路,数据采集模块和工业控制计算机,由C＋＋编写的软件可计算软磁材料的磁性能参数并绘制磁化曲线。实践证明,本测试系统测试操作简单,精度和稳定性高。     

计及谐波的J-A磁滞模型修正

J-A磁滞理论被广泛应用于电磁式电流互感器的磁特性建模,但是在谐波条件下该模型存在较大的误差。针对这一问题,文中对各次谐波分别修正经典J-A模型参数,利用遗传退火算法进行参数辨识,然后将各次谐波的磁特性进行线性叠加,实现非正弦激励下电流互感器的磁特性建模。采用该修正方法的前提是计量用电流互感器的非线性误差符合规定的0.2S级,因此对各次谐波磁滞回线的仿真分析与误差修正均近似适用于线性叠加原理。以采用纳米晶材料的0.2S级电流互感器为例,对角差与比差进行仿真分析与实验验证,结果表明经过参数修正的J-A模型改善了谐波条件下的测量准确度,多次谐波磁特性的近似线性叠加方法对测量准确度的影响可以忽略不计,从而确认计及谐波的J-A磁滞模型修正合理有效。     

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...     

基于虚拟仪器技术的软磁材料磁测试仪

提出了一种新型的基于虚拟仪器技术实现磁性材料磁性参数测试系统,并讨论了这种系统的原理及硬件和软件的实现。它采用NI公司的LabVIEW软件平台,利用其强大功能实现磁滞回线及磁性参数的测试,与常规硬件实现的仪器相比,不但简化了结构,提高了测试速度和性能,而且实现了测试自动化。     

基于EMTPE的750kV空载变压器励磁涌流仿真研究

笔者结合新疆地区750kV吐鲁番—巴州输变电工程,应用EMTPE程序建立变压器励磁涌流仿真计算模型,该模型考虑了变压器的磁滞饱和特性。在所建立的模型上对变压器空载合闸时励磁涌流进行仿真研究,并对涌流中的谐波成分进行分析。通过现场实测,证明了仿真计算的正确性。仿真计算和实测结果表明,该模型能较准确地仿真变压器的励磁涌流,为变压器保护设计提供依据。     

基于改进鲸鱼算法的电流互感器J-A模型磁滞参数识别

基于J-A磁滞模型模拟电流互感器铁芯磁滞特性的关键是模型参数的精准快速识别。针对现有J-A模型参数提取时输入输出均不易测量和提取方法收敛速度慢、精度低等问题,提出了一种基于改进鲸鱼算法的ψ-i J-A磁滞模型的参数提取方法。该模型以磁链和电流为基础,而不是以磁通密度和磁场为基础。采用加入自适应权重值调整和搜索策略的改进鲸鱼算法对参数进行提取。用所提方法和粒子群算法、鲸鱼算法分别识别P型电流互感器和PR型电流互感器的磁滞曲线,对比可得改进鲸鱼算法精度更高、迭代次数更少,验证了所提方法的高效性。