正弦及谐波激励下铁磁材料损耗模型的改进和验证

通过搭建爱泼斯坦方圈磁特性测量系统,首先对铁磁材料在宽频率范围内的正弦磁损耗进行实验研究,综合考虑材料动态损耗的特性,在经典损耗分离模型的基础上提出动态损耗系数,建立改进的正弦磁损耗模型并进行实验验证。在此基础上,为了解决铁磁材料在谐波激励工况下磁损耗的建模方法问题,综合考虑磁通密度波形畸变后的特征,将谐波磁通密度波形分解为主磁通和局部反转磁通,并进行正弦化近似处理,之后结合外推磁滞损耗法、经典涡流损耗公式以及上述动态损耗系数,建立谐波激励下铁磁材料的损耗计算模型。最后对谐波激励下实验数据和计算数据进行对比分析,结果表明,引入动态损耗系数的损耗计算模型在任意谐波激励下均可获得较高的预测精度,从而验证所提损耗模型的有效性和可行性。     

单相变压器直流偏磁的仿真与试验分析

本文测量直流偏磁前后单相变压器的励磁电流波形及其谐波,分析其在直流偏磁前后的变化情况.然后基于Jiles-Antherton变压器模型求出直流偏磁后变压器的磁化曲线.利用求得的变压器磁化曲线数据,对变压器进行三维有限元仿真,计算得到变压器的瞬时磁通密度分布、磁通密度谐波、励磁电流波形直流偏磁前后变化情况.其中,变压器励...     

复杂电流波形下软磁复合材料磁特性的测试

提出了一种新型三维磁特性测量传感结构,利用霍尔元件测量磁场强度,B线圈测量磁通密度,减弱了由于磁极头挤压和样品振动对测量精确度而造成的影响.以软磁复合材料SOMALOYTM 700HR为待测样品分别进行了正弦激励和复杂电流波形下的磁特性实验,对比了三个正交轴向的磁特性差异,并研究了谐波次数、含量以及与基波相差对材料磁滞...     

利用“自然补偿”法降低电动机的铁耗

在分析磁饱和对磁通和励流波形的影响，及不电动机中齿磁密的轭磁密的分布波形的基础上，提出了通过改变定子绕组的联接方式，实现利用３次谐波磁通调制降低异步电动机铁耗的“自然补偿”法，具有方法简单，效果显著的优点。     

谐波磁场下永磁体涡流损耗测试与分析

针对永磁电机的时间谐波和空间谐波引起电机中永磁体涡流损耗增加的问题,本文搭建了永磁体谐波磁特性测试系统.分析了基波叠加不同谐波次数、含量和相角之后磁通密度B的波形变化规律,测量了钕铁硼(NdFeB)永磁体在不同谐波激励下的动态磁滞回线,研究了谐波次数、含量和相角三个因素对钕铁硼涡流损耗的影响,并对比了钕铁硼、钐钴(Sm2Co17)、铝镍钴(AlNiCo)三种永磁材料在谐波磁场下的磁特性.结果证明谐波次数和含量对永磁体涡流损耗具有较大影响,谐波相角对永磁体涡流损耗无明显影响.研究结果对永磁电机的电磁优化和设计具有重要的参考价值.     

利用“自然补偿”法降低异步电动机的铁耗

在分析磁饱和对磁通和励磁电流波形的影响，及异步电动机中齿磁密和轭磁密的分布波形的基础上，提出了通过改变定子绕组的联接方式，实现利用３次谐波磁通调制降低异步电动机铁耗的“自然补偿”法，具有方法简单，效果显著的优点     

微机控制式电力系统谐波电流直接测量方法的研究

根据磁动势补偿零基波磁通电流互感器的工作原理及特点 ,提出一种微机控制的零基波磁通电流互感器方案。利用微机的快速性 ,智能性实现实时准确的补偿。提出根据互感器主铁心谐波磁通直接测量电力系统谐波的方案。该方案因其直接的测量原理具有很高的实时性、准确性。对提高电力系统谐波监测能力具有重要意义     

不同转子结构的无刷双馈电机磁场调制的分析

介绍了无刷双馈电机的结构特点,利用Ansoft/Maxwell 2D对笼型带深槽转子、凸极加导条转子和磁障式磁阻转子的无刷双馈电机分别进行建模和二维瞬态电磁场有限元计算,得出电机磁力线分布,气隙磁通密度波形,通过对气隙磁通密度波形的谐波频谱分析,得到磁障式磁阻转子结构具有较好的极数转换功能,即磁场调制效果较好.     

微机控制式电力系统谐波电流直接测量方法的研究

根据磁动势补偿零基波磁通电流互感器的工作原理及特点,提出一种微机控制的零基波磁通电流互感器方案.利用微机的快速性,智能性实现实时准确的补偿.提出根据互感器主铁心谐波磁通直接测量电力系统谐波的方案.该方案因其直接的测量原理具有很高的实时性、准确性.对提高电力系统谐波监测能力具有重要意义.     

PWM电源激励下取向硅钢片磁特性测量与动态磁滞模拟方法

提出一种脉宽调制(pulse width modulation, PWM)电源激励下取向硅钢片磁特性测量方法。利用单片测量器,采用基波磁通密度与谐波磁通密度同时控制的方法,得到PWM励磁的硅钢磁特性。提出一种动态磁滞模型,该模型考虑逆     

一种基于DELTA逆变器的中频电源波形整形新方法的仿真研究

本文提出了一种利用DELTA变换技术对中频逆变电源进行补偿以获得高品质正弦波的新方法。根据DELTA逆变技术的原理,研究了DELTA逆变器的控制方法,并建立了基于此控制方法的正弦波整形控制的仿真模型,用MATLAB中的仿真工具箱SIMULINK对控制技术进行了仿真。仿真结果表明,DELTA补偿技术能有效的改善逆变器输出波形,大大降低正弦波的电压波形畸变率,减少了电源的谐波含量。     

笼型异步电动机径向电磁力波的有限元计算

建立笼型异步电动机的场路耦合时步有限元模型,通过定子相电流仿真波形和实测波形的谐波比较验证有效性。基于该模型计算气隙磁通密度,进而利用经典的Maxwell应力张量法计算径向电磁力。气隙磁通密度和径向电磁力均随空间和时间变化,利用二维傅里叶分析分别求解它们的谐波;并探讨齿槽和转差率对磁通密度和径向电磁力的影响,以及磁通密度波和径向电磁力波之间的关系。将径向电磁力波和实测电磁噪声频谱进行了分析和对比,结果表明径向电磁力波的计算是合理有效的。利用本文方法计算的径向电磁力及其谐波可应用于在设计阶段对电磁噪声的分析。     

考虑磁滞与谐波特性的开关磁阻电机铁损分析

非晶合金开关磁阻电机(SRMA)的双凸极结构和脉冲供电方式决定了电机内磁场分布的非正弦性,并且不同部位磁通密度波形具有较大差别,导致难以准确计算SRMA的铁心损耗。考虑到非正弦激励下铁心损耗难以用传统的Bertotti损耗分离模型进行计算,本文提出一种耦合Play磁滞模型与变修正系数动态损耗模型的SRMA铁损有限元分析方法。首先,构建非晶合金磁特性测量平台,测量了不同工况下的磁滞回线与损耗特性;其次,根据测量得到的准静态磁滞回线对Play磁滞模型进行参数辨识,并用该模型计算SRMA的磁滞损耗;引入与磁通密度和频率相关的变修正系数,对含高次谐波的SRMA铁心动态损耗进行准确计算;最后,将Play磁滞模型与变系数傅里叶分解损耗计算方法应用于SRMA铁心损耗的有限元分析之中,并进行了实验验证。结果表明,所提方法在SRMA铁损计算中具有较高的精度。     

基于田口法的永磁发电机气隙磁通密度优化

为了减小气隙磁场中谐波含量过高对永磁发电机性能造成的不利影响,结合Taguchi方法和时步有限元法对内置"V"型转子磁路结构的永磁电机进行优化设计。首先,以永磁电机的4个结构参数为优化变量,2种电机特性为约束条件,对采用非均匀气隙结构的永磁电机的转子结构进行多目标多变量优化,得到了最优空载下非均匀气隙磁通密度波形时的转子结构;然后通过对比优化前后的气隙磁通密度谐波含量,验证Taguchi方法优化结果的优越性和正确性;最后,运用时步有限元方法计算得到了考虑定子斜槽的电动势波形,进一步验证了该文气隙磁通密度优化的有效性。     

谐波激励条件下变压器铁心磁性能研究

为考察复杂激励条件下变压器铁心的磁性能,文中搭建了一种磁通密度可控的实验平台。基于变压器铁心模型,通过采用可产生任意波形的谐波电源对励磁电压波形调整的方法,实现了对变压器铁心模型中磁通密度的控制。文中分别从谐波相位、谐波阶次以及谐波含量三方面考察和分析了对变压器铁心损耗的影响,发现随着谐波阶次和谐波含量的增加铁心损耗逐渐增大,且谐波相位差的增加使局部磁滞回环扩大,从而导致铁心损耗的增大,而在谐波阶次足够高时,相位对其影响减弱,因此可忽略谐波相位对铁心损耗的影响。所得结果和结论为谐波激励条件下变压器铁心电磁场数值计算提供了数据支持,有助于通过优化设计提高变压器产品的性能。     

基于软磁复合材料的轴向磁通永磁电机设计与分析

软磁复合材料(SMC)具有低涡流损耗、各向同性、材料易加工等优点,同时也有高磁滞损耗、低磁导率、低机械强度等缺点。采用SMC材料设计了一款轴向磁通永磁同步电机,为弥补SMC材料磁导率低导致电机转矩密度低的缺点,提出了一种齿部扩张的定子结构提高电机的转矩密度;采用有限元方法对本文提出的结构进行了仿真计算,并与传统的硅钢片电机进行性能的综合比较。研究结果表明,SMC轴向磁通电机具较好的性能和较高的转矩密度。     

软磁铁氧体磁性测量技术及其发展

讨论了软磁铁氧休瓣Ｂ－Ｈ特性、低磁通密度及高磁通密度下的交流磁特性测量技术中的许多值得注意的问题,并讨论了一些测量技术的发展方向。     

磁测量中磁化电流波形畸变的原因

当输入到磁化绕组回路的电压为正弦波时,为什么磁化电流波形会成为非正弦波,从而使磁场强度波形H(t)畸变但磁感应强度B(t)的波形却是正弦波?在另一种情况下,又为什么磁化电流成为正弦波而磁感应强度成为非正弦波?这就是下述要讨论的问题。用示波法测量材料磁特性,简化电路图如图1所示。在此N_1为磁化绕组,N_2为测量绕     

改进型Halbach阵列的永磁同步电机分析与设计

针对Halbach永磁阵列具有单边聚磁,提高气隙磁场磁通密度基波幅值和改善磁通密度波形的正弦性的优异特性,研究了一种改进型的Halbach永磁阵列。该阵列结构简单、充磁方便、易于优化,进一步改善了气隙磁通密度的正弦度,提高了磁通密度的基波幅值和反电动势基波幅值、永磁电机效率,降低了转矩脉动。运用标量磁位法对改进型Halbach永磁阵列在电机气隙中产生的磁场进行解析分析,得到了气隙磁通密度和空载反电动势的表达式,并利用Maxwell应力张量法解析电磁转矩;通过设计一台8 kW的电机模型,运用磁场有限元仿真验算该方法的准确性和有效性。     

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。