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软磁材料对高精度旋转变压器性能影响研究

微特电机 2024年第7期52卷 18-24,30页

作者：蒙贇马天生陈强杨健康曹力贵州航天林泉电机有限公司贵阳550081

基于一款宇航月面极端环境下使用的旋转变压器,研究了不同软磁材料铁心的旋转变压器性能,从产品原理、材料性能、仿真分析对旋转变压器设计进行了详细介绍及对比。通过研制样机的各项测试数据,验证了分析的正确性。

关键词：旋转变压器软磁材料仿真

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软磁材料异常损耗的研究综述

天津理工大学学报 2024年

作者：涂建建赵浛宇张跃跃郑繁天津理工大学电气工程与自动化学院

在“双碳”背景下，电力系统中的能耗问题是各方关注的焦点，而变压器作为电力系统里面的主要能量转换设备，对其运行过程中的损耗研究一直备受专家学者的关注。软磁材料由于能迅速响应外磁场的变化，并且能低损耗的获得高磁感应强度，... 详细信息

在“双碳”背景下，电力系统中的能耗问题是各方关注的焦点，而变压器作为电力系统里面的主要能量转换设备，对其运行过程中的损耗研究一直备受专家学者的关注。软磁材料由于能迅速响应外磁场的变化，并且能低损耗的获得高磁感应强度，而被用来制作变压器铁芯，因此对软磁材料的损耗研究显得尤为重要。之前有很多学者对软磁材料的磁滞损耗和涡流损耗进行了较为全面的研究，并且取得了一定的研究成果，但是对于异常损耗的研究却颇少，大多是通过研究磁滞损耗和涡流损耗来间接研究异常损耗。基于此，本文全面综述了国内外学者对软磁材料异常损耗的研究，并进一步梳理了研究思路，讨论了异常损耗未来可能研究的方向。

关键词：变压器软磁材料综述异常损耗

2.56亿元!龙磁科技在软磁材料领域又有大动作

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磁性元件与电源 2024年第7期 92-92,94页

作者：陈泽香不详

6月18日,龙磁科技发布公告称,审议通过了《关于投资建设“年产10000吨高性能软磁铁氧体原材料10000吨软磁铁氧体磁芯项目”的议案》,同意全资子公司安徽龙磁金属科技有限公司投资2.56亿元建设软磁铁氧体原材料及磁芯项目。

关键词：软磁铁氧体软磁材料全资子公司原材料科技

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安赛乐米塔尔新能源软磁材料项目签约

安赛乐米塔尔新能源软磁材料项目签约

在开磁路中利用抽运-检测型铷原子磁力仪测量软磁材料的矫顽力

新华日报

作者：王拓

本报讯（记者王拓）4月24日，安赛乐米塔尔新能源软磁材料项目在常州签约。省长许昆林出席签约仪式并讲话。许昆林对安赛乐米塔尔集团加大在江苏投资表示欢迎，对项目签约表示祝贺。他说，今年以来江苏经济运行延续回升向好态势，高... 详细信息

本报讯（记者王拓）4月24日，安赛乐米塔尔新能源软磁材料项目在常州签约。省长许昆林出席签约仪式并讲话。许昆林对安赛乐米塔尔集团加大在江苏投资表示欢迎，对项目签约表示祝贺。他说，今年以来江苏经济运行延续回升向好态势，高质量发展迈出坚实步伐。江苏的发展得益于......

关键词：新能源安赛乐软磁材料米塔尔

来源： cnki报纸评论

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物理学报 2022年第24期71卷 213-222页

作者：缪培贤王涛史彦超高存绪蔡志伟柴国志陈大勇王建波兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室兰州730000 兰州大学磁学与磁性材料教育部重点实验室兰州730000

报道了在开磁路中利用抽运-检测型铷原子磁力仪测量软磁材料矫顽力的实验装置和方法.磁屏蔽筒中的本底磁场、磁化线圈和软磁样品在铷泡空间位置产生的磁场均平行于磁屏蔽筒的轴线方向;扫描磁化线圈中的电流实现软磁样品的磁化和退磁,用... 详细信息

报道了在开磁路中利用抽运-检测型铷原子磁力仪测量软磁材料矫顽力的实验装置和方法.磁屏蔽筒中的本底磁场、磁化线圈和软磁样品在铷泡空间位置产生的磁场均平行于磁屏蔽筒的轴线方向;扫描磁化线圈中的电流实现软磁样品的磁化和退磁,用抽运-检测型铷原子磁力仪分别在磁化线圈中有样品和无样品的条件下测量铷泡空间位置处的磁场;在相等电流值条件下,用有样品测得的磁场值减去无样品测得的磁场值,获得软磁样品在铷泡空间位置产生的磁场,用软磁样品在铷泡位置处产生磁场为零来判定其磁化强度由饱和值减小到零的条件,用磁滞回线计算出样品的平均矫顽力.采用本文提出的测量装置和方法测量带状坡莫合金软磁样品的矫顽力,10次测量的平均值为40.63 A/m,矫顽力测量再现性以相对标准偏差表示为0.16%,该方法具有无零点漂移、复现性好、测量速度快、原位测量等优点.

关键词：原子磁力仪抽运-检测软磁材料矫顽力

软磁材料中磁巴克豪森噪声测量及仿真分析研究

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软磁材料中磁巴克豪森噪声测量及仿真分析研究

作者：侯艳钊华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

磁巴克豪森噪声信号(MBN)常用来进行材料的无损检测,而低频磁场激励下软磁材料的MBN可以用来研究实际工况下此类材料的形变、应力和缺陷等。软磁材料在变压器、电机等电力设备中有广泛的使用,其运行过程中会产生疲劳、应力等,利用MBN信... 详细信息

磁巴克豪森噪声信号(MBN)常用来进行材料的无损检测,而低频磁场激励下软磁材料的MBN可以用来研究实际工况下此类材料的形变、应力和缺陷等。软磁材料在变压器、电机等电力设备中有广泛的使用,其运行过程中会产生疲劳、应力等,利用MBN信号可以对这些现象进行无损、定量的分析。本文针对软磁材料的MBN信号特性分析进行了实验测量和仿真分析,主要研究内容和成果如下:(1)在实验室建立了一套可以同时测量软磁材料MBN和磁滞回线的测量系统,包括励磁模块、信号检测模块和信号处理模块。通过建立这些模块可以生成不同的激励信号,可以同时对磁感应强度信号、磁场强度信号和MBN信号进行检测。其中针对磁场强度信号采用霍尔元件进行测量,并采用长直螺线管对其进行校正。针对MBN信号幅值微弱及高频的特性进行了前置放大和滤波等处理并完成了其测量。对于上述信号进行了滤波、平滑等处理,最大限度消除工频和环境噪声等干扰。(2)利用所研发的实验平台测量了非晶合金、硅钢片等软磁材料的磁场强度、磁感应强度和MBN信号。之后绘制了 MBN的包络曲线和MBN能量环,分析了不同的外加磁场强度、激励频率大小和拾取线圈及样品缠绕线圈两种方式下材料MBN包络变化趋势,以及MBN能量值和均方根值的变化规律。探讨出本平台下软磁材料MBN信号的最佳激励条件。(3)进行MBN信号的仿真分析。基于随机过程模型,通过PSO算法进行J-A磁滞模型参数提取,利用四阶龙格库塔法进行J-A模型的求解,在此基础上求解出不可逆磁化微分变化率,同时结合构造的随机泊松过程数列,最后成功进行了取向硅钢和非取向硅钢的MBN信号仿真分析。

关键词：磁巴克豪森噪声软磁材料磁滞回线随机过程综合模型

基于非线性Preisach模型的软磁材料磁滞及损耗特性研究

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基于非线性Preisach模型的软磁材料磁滞及损耗特性研究

作者：赵显鲁天津理工大学

学位级别：硕士

随着电力行业的不断发展,现代电力设备的工作环境愈发复杂,因此对电气设备用所用到的软磁材料的磁滞特性和损耗特性的研究也提出了新的要求。软磁材料磁特性的研究包括测量、拟合以及损耗分析等多个方面,其目的是能精准分析电气设备的... 详细信息

随着电力行业的不断发展,现代电力设备的工作环境愈发复杂,因此对电气设备用所用到的软磁材料的磁滞特性和损耗特性的研究也提出了新的要求。软磁材料磁特性的研究包括测量、拟合以及损耗分析等多个方面,其目的是能精准分析电气设备的运行状态,优化结构设计以提高设备运行效率与可靠性提供理论依据。磁滞模型作为研究软磁材料磁滞特性的关键核心,其计算精度与适用范围需要在建模中予以综合考虑,此外,由于电气设备在运行中会产生损耗,精确分析软磁材料在工作过程中产生的各损耗分量,并加以预测,也同样具有十分重要的现实意义。本文简要介绍了软磁材料的磁滞模型与损耗模型的研究现状以及软磁材料的各类测量方法。通过天恒TD-8220软磁直流测试系统测量了取向硅钢片B27P095、纳米晶磁环1K107和铁氧体磁环的磁特性,得到相应的极限磁滞回线、一阶、二阶及高阶回转曲线,分析三种软磁材料磁特性的不同。针对传统模型精度不足,同余特性限制严格的问题,提出采用非线性Preisach模型对三种软磁材料的磁滞特性进行模拟,并针对分布函数的求取,采用拟合一阶和二阶回转曲线的方法确定,使得非线性Preisach模型获得更高的模拟精度。将非线性Preisach模型与损耗分离原理中涡流损耗与剩余损耗的瞬态模型相结合,建立了动态Preisach模型,对软磁材料磁特性与损耗求解,获得了新方法求解的磁滞损耗及损耗分布。对比计算结果与实验结果,表明新构建的磁损耗计算方法具有更高的精准度与广泛的适用性,为有效解决模如何精确拟软磁材料磁滞特性与损耗特性的问题提供依据。

关键词：非线性Preisach模型一阶和二阶回转曲线损耗分离原理软磁材料模拟仿真

基于Play模型的软磁材料磁滞特性模拟与实验研究

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基于Play模型的软磁材料磁滞特性模拟与实验研究

作者：杜莹雪华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

软磁材料广泛应用于变压器、电机等电力设备中,其磁滞特性与损耗特性的准确快速模拟及计算对电力设备本身的运行效率分析以及优化设计具有十分重要的意义。在电力设备的实际运行中,铁心中的磁通密度通常是带有一定谐波分量的非正弦波以... 详细信息

软磁材料广泛应用于变压器、电机等电力设备中,其磁滞特性与损耗特性的准确快速模拟及计算对电力设备本身的运行效率分析以及优化设计具有十分重要的意义。在电力设备的实际运行中,铁心中的磁通密度通常是带有一定谐波分量的非正弦波以及高频正弦波,因此需要建立对应非正弦激励下以及高频下的磁滞模型对软磁材料的磁滞特性与损耗特性进行模拟计算。本文基于Play模型对软磁材料的磁滞及损耗特性进行模拟与实验研究,主要研究内容和成果如下:1)针对现有逆Play模型需要使用大量实验数据以提高形状函数参数辨识的精度导致实用性较差的问题,提出了将一阶回转曲线的数值生成方法与优化算法结合,将Play模型形状函数参数的提取问题转化为优化问题,以此得到一种准确且实用的逆Play模型形状函数参数辨识方法。2)提出一种可准确快速模拟非正弦激励下包含偏置小磁滞回环的软磁材料磁滞特性的改进逆Play模型。相较于传统逆Play模型,该模型利用数值方法生成的非均匀间隔一阶回转曲线数据调整Play磁滞算子以及内部状态值、提取逆Play模型形状函数参数,同时利用三角形激励代替非正弦输入激励,从而提高在不同谐波下的软磁材料磁滞特性模拟精度、计算速度。3)将磁路模型与逆Play模型结合实现了准确模拟磁性材料动态磁滞特性以及计算动态损耗。首先,从能量守恒的角度出发,在损耗统计理论的基础上,分析各个磁场强度分量与损耗分量之间的转换关系;而后,将等效磁路模型引入到涡流损耗与剩余损耗对应磁场强度分量的计算中,推导相应部分的磁场强度分量解析表达式,并计算动态损耗;对于磁滞损耗以及对应的磁场强度分量,利用改进后的逆Play模型进行计算;最终,通过将各个磁场分量与损耗分量叠加,建立一种新的软磁材料动态磁滞特性与损耗的模拟计算方法。

关键词：软磁材料逆Play模型非正弦激励磁路模型磁滞特性模拟损耗计算

高频非正弦激励条件下软磁材料的铁心损耗测试与建模

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高频非正弦激励条件下软磁材料的铁心损耗测试与建模

作者：刘欢河北工业大学

学位级别：硕士

随着电力电子技术以及智能电网和能源互联网的快速发展,磁性元件在逆变器、固态变压器等电力电子装置中广泛应用。软磁材料作为电力电子装置中磁性元件铁心构成的重要材料,其铁心损耗是装置总损耗的重要组成部分,不仅影响装置的运行效率... 详细信息

随着电力电子技术以及智能电网和能源互联网的快速发展,磁性元件在逆变器、固态变压器等电力电子装置中广泛应用。软磁材料作为电力电子装置中磁性元件铁心构成的重要材料,其铁心损耗是装置总损耗的重要组成部分,不仅影响装置的运行效率,还是影响装置集成化、小型化、高频化的重要因素。然而,电力电子装置中铁心的激励波形一般是非正弦波,如方波、矩形波和三角波等,工作频率可以达到数千赫兹甚至兆赫兹,铁心损耗的构成远比正弦激励情况复杂,因此,精确计算高频非正弦激励下的铁心损耗对提高整机效率具有重要意义。本文针对高频非正弦激励下软磁材料的铁心损耗问题,基于铁心损耗形成机理,通过改进损耗计算模型实现高频非正弦激励下铁心损耗的准确预测,具体内容如下:(1)构建了高频非正弦激励下软磁材料动态磁特性测试系统,通过添加缓冲电路实现了非正弦波形的稳定输出,搭建了高频非正弦激励磁特性测试平台,为损耗计算提供实验手段和磁特性数据基础。(2)对比分析了现有磁特性测试方法,针对中高频变压器常用的非晶和纳米晶材料,基于其超薄带材的物理结构特性,选用卷绕磁环作为磁测量样品。对非晶和纳米晶样品进行正弦和非正弦磁特性测试实验,分析了高频非正弦激励下材料的动态磁化特性。(3)分析了高频和非正弦对铁心损耗的影响,对现有的非正弦激励下的铁心损耗计算模型进行了适用性分析,推导了方波和矩形波等非正弦波形激励下铁心损耗的计算公式,通过磁特性测试实验对修正Steinmetz经验公式的准确性和有效性进行验证。(4)深入研究了高频非正弦激励下软磁材料的磁化过程和铁心损耗的产生机理,提出了一种新型改进Steinmetz计算模型,并与实验测量值进行对比和误差分析。结果表明,新模型的计算误差小于MSE(Modified Steinmetz Equation)、IGSE(Improved Generalized Steinmetz Equation)和Wc SE(Waveform coefficient Steinmetz Equation),说明新模型能够在高频非正弦激励下实现对铁心损耗的精确预测。

关键词：高频非正弦软磁材料 Steinmetz经验公式铁心损耗波形分析