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直流偏磁下叠片铁心磁致伸缩的实验测试与分析

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中国电机工程学报 2018年第16期38卷 4918-4925页

作者：王振张艳丽张殿海任自艳谢德馨教育部特种电机与高压电器重点实验室(沈阳工业大学)

电工钢片磁致伸缩效应是引起变压器铁心振动,并产生噪声的主要原因之一,直流偏磁的存在加剧了铁心的磁致伸缩形变。基于爱泼斯坦方圈装置开发了电工钢片叠片结构磁致伸缩特性测量系统,测量并分析了取向电工钢片叠片结构在不同直流偏磁... 详细信息

电工钢片磁致伸缩效应是引起变压器铁心振动,并产生噪声的主要原因之一,直流偏磁的存在加剧了铁心的磁致伸缩形变。基于爱泼斯坦方圈装置开发了电工钢片叠片结构磁致伸缩特性测量系统,测量并分析了取向电工钢片叠片结构在不同直流偏磁磁场、磁化角度及磁化强度下磁致伸缩主应变大小和方向的变化情况,对比分析了单片电工钢片与其叠片结构磁致伸缩特性的差异,讨论了直流偏磁磁场对叠片结构磁致伸缩特性的影响,并建立了材料磁致伸缩特性数据库。基于上述测量数据,计算了直流偏磁下单相变压器铁心模型的磁致伸缩应变,并与实测值进行了对比验证,为直流偏磁下变压器铁心振动噪声的研究奠定基础。

关键词：磁致伸缩直流偏磁叠片铁心爱泼斯坦方圈

基于蛙跳模糊算法的Jiles Atherton铁心磁滞模型参数确定

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电工技术学报 2017年第4期32卷 154-161页

作者：王洋刘志珍山东大学电气工程学院济南250061

Jiles Atherton(JA)模型广泛应用于铁心磁滞建模领域,其参数确定精确与否直接影响铁心磁滞现象的表达,为此提出蛙跳模糊算法对JA模型参数进行辨识。为了防止蛙跳算法陷入局部最优解并加快收敛速度,根据特殊点(矫顽力、矫顽力点磁化率)... 详细信息

Jiles Atherton(JA)模型广泛应用于铁心磁滞建模领域,其参数确定精确与否直接影响铁心磁滞现象的表达,为此提出蛙跳模糊算法对JA模型参数进行辨识。为了防止蛙跳算法陷入局部最优解并加快收敛速度,根据特殊点(矫顽力、矫顽力点磁化率)处实测值与计算值的相对误差,采用模糊控制方法,得到动态反馈系数,修正蛙跳算法的步长调整公式。采用爱泼斯坦方圈搭建磁滞回线测量系统,测得铁心饱和磁滞回线与局部磁滞回线。采用蛙跳模糊算法、蛙跳算法、粒子群算法和遗传算法分别求解得到模型参数,并将计算的磁滞回线与实测磁滞回线进行比较,证明了所提出的蛙跳模糊算法不易陷入局部最优解且具有更快的收敛速度。根据蛙跳模糊算法得到的局部磁滞回线模型参数辨识结果,研究模型参数与磁通密度的关系并进行拟合,得到不同磁通密度下的局部磁滞回线参数拟合模型。

关键词： Jiles Atherton 模型蛙跳模糊算法爱泼斯坦方圈局部磁滞回线参数

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关于爱泼斯坦方圈的空气磁通补偿

电测与仪表 1983年第4期 40-41+25页

作者：瞿清昌杜树兰中国计量科学研究院

一、引言在应用爱泼斯坦方圈测试电工钢片的磁性时,通过测量方圈次级绕组上的感应电压平均值进而计算出试样中的磁感应强度峰值,其结果可用下式表示:

关键词：磁感应强度磁通量密度爱泼斯坦方圈磁通补偿补偿方式比总损耗感应电压测量结果空气工业气体函数曲线误差项

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大型电力变压器电工钢片磁特性研究

电工电能新技术 2018年第9期37卷 17-23页

作者：孔庆奕容烨李艳超程志光张辉安飞河北交通职业技术学院轨道交通系河北石家庄050035 电磁环境效应国家级重点实验室陆军工程大学河北石家庄050003 石家庄理工职业学院轨道交通系河北石家庄050228 保定天威保变电气股份有限公司河北保定071056

利用爱泼斯坦方圈测试系统,首先针对变压器制造厂商常用国内外取向硅钢片磁性能和损耗曲线进行测量和对比分析。其次,对比分析了电工钢片退火前后磁性能数据和损耗数据,目的是研究退火对电工钢片磁性能的影响。然后,考察长期运行条件下... 详细信息

利用爱泼斯坦方圈测试系统,首先针对变压器制造厂商常用国内外取向硅钢片磁性能和损耗曲线进行测量和对比分析。其次,对比分析了电工钢片退火前后磁性能数据和损耗数据,目的是研究退火对电工钢片磁性能的影响。然后,考察长期运行条件下硅钢片磁特性的变化情况。最后,针对标准外不同频率和温度影响下的电工钢片磁特性进行了测量。本次测量获得的取向硅钢片磁性能数据对取向硅钢片磁性能模拟技术及变压器铁心设计、制造等方面研究具有重要意义。

关键词：爱泼斯坦方圈取向硅钢片电磁特性

基于Lorentzian函数的Preisach磁滞模型辨识与验证

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电工技术学报 2011年第2期26卷 1-7页

作者：李富华刘德志陈俊全王东郭云海军工程大学舰船综合电力技术国防科技重点实验室武汉430033

磁滞作为磁性材料的特性,在电机、变压器等设备中普遍存在,为了更好地描述材料的这种特性,有必要建立材料的磁滞数学模型。本文基于Presiach类磁滞模型,通过分别用解析和神经网络两种方法对其Lorentzian分布函数参数进行了辨识并对两种... 详细信息

磁滞作为磁性材料的特性,在电机、变压器等设备中普遍存在,为了更好地描述材料的这种特性,有必要建立材料的磁滞数学模型。本文基于Presiach类磁滞模型,通过分别用解析和神经网络两种方法对其Lorentzian分布函数参数进行了辨识并对两种方法进行了比较,且通过实验验证了辨识结果的正确性。模型可以对无偏磁下变压器一次电流进行预测,实验采用爱泼斯坦方圈的二次电压仿真得到了方圈的一次电流,仿真与实验结果对比验证了模型的正确性。

关键词： Preisach磁滞模型分布函数解析法神经网络爱泼斯坦方圈

基于Energetic理论的非正弦激励条件电工钢磁性能模拟研究

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基于Energetic理论的非正弦激励条件电工钢磁性能模拟研究

作者：马习纹河北工业大学

学位级别：硕士

近些年,越来越多国内外学者致力于开展电工钢材料磁性能模拟的相关研究,这对电磁装置的优化设计和安全可靠运行意义重大。随着我国高压直流输电技术的快速发展以及电力电子器件的大量投用,使得电网中的电磁装置常常受到直流偏磁和谐波... 详细信息

近些年,越来越多国内外学者致力于开展电工钢材料磁性能模拟的相关研究,这对电磁装置的优化设计和安全可靠运行意义重大。随着我国高压直流输电技术的快速发展以及电力电子器件的大量投用,使得电网中的电磁装置常常受到直流偏磁和谐波的干扰,而直流偏磁和谐波的引入又会导致电工钢材料磁性能发生显著变化。因此,开展电工钢在非正弦激励条件磁性能的有效模拟研究,可为电力设备电磁设计与优化提供可靠的分析方法和必要的数据支撑。本文的主要研究内容如下:(1)在传统静态Energetic磁滞模型基础上,依据损耗分离理论和场分离技术,综合考量电工钢材料在交变磁场作用下动态损耗对磁化过程的影响,推导建立动态Energetic磁滞模型。(2)依据控制变量法,分析得到静态模型参数对磁滞回线的影响规律,进而获得优化算法中静态模型参数最佳初始值;针对现有单一优化算法存在的寻优能力差、计算时间长等问题,提出一种人工鱼群算法与优化惯性权重线性递减粒子群算法相结合的混合算法。该混合算法综合了人工鱼群算法的全局快速搜索能力和优化惯性权重线性递减粒子群算法的局部快速收敛能力,具有参数预测精度高、收敛速度快、可跳出局部最优等优点;对于动态损耗系数,依据麦克斯韦方程与损耗分离思想,推导涡流损耗、异常损耗表征方程来实现数值求解。(3)采用BROCKHAUS电工钢磁性能测试系统中的爱泼斯坦方圈模块,对不同直流偏磁激励条件电工钢材料磁性能进行实验研究;分析磁滞损耗、动态损耗(涡流损耗与异常损耗之和)随直流偏磁量的变化规律,提出一种可对不同直流偏磁条件电工钢材料磁性能进行模拟预测的直流偏磁动态Energetic磁滞建模方法,通过对比实验与仿真数据,验证该建模方法的正确性与有效性。(4)基于爱泼斯坦方圈,自主搭建任意磁通密度波形可控的电工钢磁性能测试平台,分别获得不同谐波阶次、不同谐波含量、不同谐波相位激励条件电工钢材料磁性能数据;研究谐波特征量对磁滞特性与损耗特性的影响规律,提出一种可以有效考虑局部回环影响的谐波动态Energetic磁滞模型,实现谐波激励条件电工钢材料磁性能的精确模拟与预测。

关键词： Energetic磁滞模型爱泼斯坦方圈直流偏磁谐波激励磁性能

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长期服役变压器用电工硅钢片磁性能研究

变压器 2018年第11期55卷 29-34页

作者：孔庆奕容烨程志光李艳超何玉硕杜萌河北交通职业技术学院河北石家庄050035 陆军工程大学石家庄校区河北石家庄050000 保定天威保变电气股份有限公司河北保定071056

选取两种不同型号变压器的不同部位的共11组取向硅钢样片做为研究对象,用爱泼斯坦方圈磁性能测量系统和单片测试仪对样片进行了磁性能测量。

关键词：爱泼斯坦方圈单片测量仪电工硅钢片电磁特性

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一种铁心损耗的测试方法

船电技术 2023年第1期43卷 44-46,49页

作者：杨英平宋铮王步根顾宇琦湖南湘电动力有限公司湖南湘潭411101

电机的铁心损耗与其效率密切相关,该文通过传统的爱泼斯坦方圈法以及磁路和有限元初步仿真计算,提出一种改进的电机铁心损耗测试方法。通过制作一个CI型铁心配合来测量铁心损耗,并以一直径300 mm,轭部高度为25.8 mm的四极电机为例进行... 详细信息

电机的铁心损耗与其效率密切相关,该文通过传统的爱泼斯坦方圈法以及磁路和有限元初步仿真计算,提出一种改进的电机铁心损耗测试方法。通过制作一个CI型铁心配合来测量铁心损耗,并以一直径300 mm,轭部高度为25.8 mm的四极电机为例进行试验验证,利用该方法测出被测铁心不同部位的铁心损耗,从结果分析出铁心叠压质量的好坏,验证方法的有效性和可行性。

关键词：爱泼斯坦方圈电机铁心铁心损耗测量方法

基于J-A理论的直流偏磁条件电工钢磁滞特性研究

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基于J-A理论的直流偏磁条件电工钢磁滞特性研究

作者：姬俊安河北工业大学

学位级别：硕士

直流电流的侵入,使电力变压器处于一种非正常工作状态,对变压器本体产生影响（铁心振动加剧、变压器温升增加进而引起局部过热）。此外,随着运行工况的复杂,一些电磁设备不单受到直流偏磁的干扰,还会伴随着一些高频分量,此时需要综合考... 详细信息

直流电流的侵入,使电力变压器处于一种非正常工作状态,对变压器本体产生影响（铁心振动加剧、变压器温升增加进而引起局部过热）。此外,随着运行工况的复杂,一些电磁设备不单受到直流偏磁的干扰,还会伴随着一些高频分量,此时需要综合考量高频分量与直流偏磁对铁磁材料磁滞特性的影响。本文主要的研究内容如下:（1）在静态J-A磁滞模型基础上,依据损耗分离理论,考虑磁性材料在交变磁场作用下涡流损耗和异常损耗对磁化过程的影响,推导并建立动态J-A磁滞模型。（2）针对采用单一优化算法提取静态模型参数出现的优化精度低、优化时间长等问题,本文提出一种人工鱼群算法与惯性权重线性递减粒子群算法相结合的混合算法。该混合算法结合了人工鱼群算法前期的全局快速寻优能力和惯性权重线性递减的粒子群算法后期局部快速收敛能力,具有寻优速度快,预测精度高等优点;针对动态损耗系数的求解,本文依据损耗分离的思想,基于麦克斯韦方程和损耗分离理论推导涡流损耗、异常损耗表达式,对动态损耗系数进行求解。（3）搭建了基于爱泼斯坦方圈的正弦磁性能测试平台,对正弦条件下电工钢材料的磁滞特性和损耗特性进行了实验研究。通过分析频率对磁性材料磁滞特性的影响规律,对现有的工频及更高频率动态磁滞建模方法进行合理改进,实现工频及更高频率正弦激励条件下磁滞特性较为准确的模拟,为工频及更高频率偏磁动态磁滞建模方法研究提供理论支持。（4）基于爱泼斯坦方圈与特制直流电源,搭建与实际电力变压器发生直流偏磁时相同的激励方式的直流偏磁实验平台,分别获得电工钢在低频偏磁、工频及更高频率偏磁条件下的磁滞特性和损耗特性;研究动态J-A磁滞模型参数（静态模型参数、动态损耗系数）随磁化频率、偏磁量的变化规律;进而提出一种直流偏磁动态磁滞建模方法,对不同直流偏磁条件下的磁滞回线及磁损耗进行模拟和预测,通过对比仿真数据与实验数据,验证直流偏磁动态磁滞建模方法的有效性。本文的研究成果可为电力变压器磁损耗计算提供理论支持。

关键词：直流偏磁爱泼斯坦方圈磁滞特性损耗特性动态J-A磁滞模型混合算法