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叠片铁心电磁特性的测量及模拟研究

叠片铁心电磁特性的测量及模拟研究

作者：贾菲华北电力大学

学位级别：硕士

变压器作为电力系统中非常重要的一次电气设备,已有100多年的历史,在理论和制造上已经达到了相当高的水平。它的安全稳定对于电力系统正常运行至关重要。近年来,大电网、特高压电网的加大建设需要越来越多的大容量发电机和变压器投入到... 详细信息

变压器作为电力系统中非常重要的一次电气设备,已有100多年的历史,在理论和制造上已经达到了相当高的水平。它的安全稳定对于电力系统正常运行至关重要。近年来,大电网、特高压电网的加大建设需要越来越多的大容量发电机和变压器投入到电网中。与世界先进企业相比较,我国在特高压、特大容量变压器产品的设计规律、安全运行和性能优化等基础性问题研究方面仍然相对滞后。在与中国电科院签署的横向项目“国产硅钢片磁特性仿真计算”(1206115011019)和国家自然基金项目“非正弦周期激励下硅钢的损耗和磁化特性研究”(51577066)的资助下,本文从下面3方面开展工作:(1)基于国标GB/T 3655,在采用精密仪器提高测量精度的情况下,使用爱泼斯坦方圈对相同牌号不同厂家的硅钢片的电磁性能进行测量比较,为变压器铁心空载仿真提供更为精确的材料属性;基于不同厂家硅钢片性能优劣难以评估的现状,提出一种饱和点测量法;针对硅钢片材料和叠片铁心特性的不同,研究不同硅钢片的损耗系数,为变压器叠片铁心仿真建模提供修正的依据;(2)基于三维电磁场有限元计算方法及场路耦合原理,在准确计算变压器空载电流的基础上,提出一种基于损耗分离模型的变压器铁心空载损耗算法;通过特高压变压器铁心缩比模型仿真验证,与现有的三种算法进行比较,该方法不仅精度比较高,而且可以得到变压器叠片铁心空载损耗的比例构成;(3)基于相似理论,推导变压器铁心原模型与缩比模型的相似关系,并通过简单180匝变压器模型电磁场仿真进行验证;应用推导出的相似关系将第二部分变压器缩比模型的仿真结果推广至特高压变压器铁心实际模型,研究单相两柱三框式铁心的电磁场分布,并且基于本文提出的变压器空载损耗算法对不同材料变压器铁心的损耗构成进行评估分析。

关键词：叠片铁心三维有限元法爱泼斯坦方圈空载损耗电磁特性

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电力变压器宽频非线性建模方法研究

电力变压器宽频非线性建模方法研究

作者：张欣华北电力大学

学位级别：硕士

电力变压器作为电力系统中比较重要的电气设备,确保其安全稳定运行非常重要。变压器的某些参数不仅具有非线性特性,而且具有频变特性。目前,变压器的建模方法研究中,对于不同的仿真要求,一般采用的是不同的变压器模型,很少有一种模型可... 详细信息

电力变压器作为电力系统中比较重要的电气设备,确保其安全稳定运行非常重要。变压器的某些参数不仅具有非线性特性,而且具有频变特性。目前,变压器的建模方法研究中,对于不同的仿真要求,一般采用的是不同的变压器模型,很少有一种模型可以仿真工频状态、低频暂态、高频暂态情况下电力变压器的响应。所以,对于电力变压器的宽频非线性建模研究不仅具有理论意义,而且具有实际应用价值。本文主要研究了电力变压器宽频非线性模型的建立方法,并以爱泼斯坦方圈为例,利用本文中的建模方法建立了方圈的宽频非线性电路仿真模型。首先,介绍了变压器中低频模型和高频模型的建模方法,提出了变压器宽频非线性模型,并对爱泼斯坦方圈及其特性进行了介绍。其次,得到变压器的宽频非线性模型建立方法,即宽频非线性模型可分为线性模块与非线性模块。本文通过采用散射参数测量法,测量得到线性模块导纳参数,通过改进的矢量匹配法对导纳参数进行拟合,运用电路综合方法得到线性模块中的电路参数。对铁心频变阻抗表达式进行推导,运用改进的矢量匹配法对表达式进行拟合得到铁心频变电路中各支路的参数。对于非线性特性,通过对电感元件进行非线性化处理表示,从而建立宽频模型中的非线性模块。最后,对实验室中的爱泼斯坦方圈进行建模,通过工频下的实验与仿真对比、雷电实验和仿真对比以及特快速暂态过电压实验和仿真对比,对本文所建立的宽频非线性模型的有效性进行了验证。

关键词：电力变压器爱泼斯坦方圈宽频非线性改进的矢量匹配法

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各向异性取向硅钢片的多方向磁性能模拟

高电压技术 2009年第12期35卷 3022-3026页

作者：杜永程志光谢德馨颜威利范亚娜张俊杰刘兰荣河北工业大学电气与自动化学院天津300130 保定天威集团技术中心保定071056 沈阳工业大学电气工程学院 110023

为了研究取向硅钢片不同方向的磁特性,采用标准的爱泼斯坦方圈磁特性测量方法,对取向硅钢片(30P120)试样进行实验研究,试样的剪切方向分别与轧制方向成不同角度的夹角。基于试样磁化曲线的实验数据和传统的椭圆磁导率模型,考察取向硅钢... 详细信息

为了研究取向硅钢片不同方向的磁特性,采用标准的爱泼斯坦方圈磁特性测量方法,对取向硅钢片(30P120)试样进行实验研究,试样的剪切方向分别与轧制方向成不同角度的夹角。基于试样磁化曲线的实验数据和传统的椭圆磁导率模型,考察取向硅钢片的磁性能随夹角变化的情况,得到了抛物线磁导率模型和混合磁导率模型。理论分析和实验结果表明,抛物线磁导率模型适用于模拟取向硅钢片不饱和区的磁化曲线,混合磁导率模型适用于模拟取向硅钢片饱和区的磁化曲线,有助于提高工程电磁场问题的计算精度。

关键词：取向硅钢片各向异性爱泼斯坦方圈椭圆磁导率模型抛物线磁导率模型混合磁导率模型

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PWM逆变器供电下电机铁心损耗的解析计算

中国电机工程学报 2007年第12期27卷 19-23页

作者：黄平林胡虔生崔杨黄允凯东南大学电气工程系江苏省南京市210096

在Bertotti分立铁耗计算模型的基础上,采用贝赛耳函数,推导PWM逆变器供电下硅钢片损耗的计算模型,该模型考虑逆变器参数对材料损耗的影响,建立PWM供电与标准正弦供电时材料损耗之间的数量关系,为电工材料性能的研究提供了理论依据。通... 详细信息

在Bertotti分立铁耗计算模型的基础上,采用贝赛耳函数,推导PWM逆变器供电下硅钢片损耗的计算模型,该模型考虑逆变器参数对材料损耗的影响,建立PWM供电与标准正弦供电时材料损耗之间的数量关系,为电工材料性能的研究提供了理论依据。通过改进的爱泼斯坦方圈实验,给出一种非正弦供电下电工材料性能的实验研究方法,实验结果与理论值吻合较好。采用PWM逆变器供电时的三相异步电动机进行样机实验,结果表明,该计算模型对PWM供电下电机铁心损耗的理论计算具有很好的工程应用价值。

关键词：脉冲宽度调制逆变器铁心损耗爱泼斯坦方圈硅钢片电机

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考虑铁芯非线性的变压器宽频建模方法研究

考虑铁芯非线性的变压器宽频建模方法研究

作者：刘栋华北电力大学

学位级别：硕士

电力变压器作为电网中电能转换的关键设备,需要保证其可靠安全运行。为了准确分析变压器在暂态过电压下的运行特性,有必要建立变压器模型进行仿真研究。现有的仿真模型很少能够同时考虑变压器的频变效应和铁芯非线性特性,因此建立一种... 详细信息

电力变压器作为电网中电能转换的关键设备,需要保证其可靠安全运行。为了准确分析变压器在暂态过电压下的运行特性,有必要建立变压器模型进行仿真研究。现有的仿真模型很少能够同时考虑变压器的频变效应和铁芯非线性特性,因此建立一种考虑铁芯非线性效应的变压器宽频模型具有重要理论意义和实际应用价值。本文以此为背景,研究了考虑铁芯非线性的变压器宽频建模方法,从变压器T型等效电路出发,将考虑变压器宽频特性的黑盒模型与之并联,建立了宽频非线性并联扩展模型。首先,利用变压器空载试验、短路试验建立工频T型等效电路;其次,利用频谱阻抗分析仪Aglent4395A测量散射参数,转换得到50Hz-5MHz范围内的变压器宽频导纳参数,对测量所得端口导纳和传统等效电路导纳进行求差运算获得黑盒模型导纳参数,利用改进的矢量匹配法进行该导纳参数的有理函数拟合,进而通过网络综合建立黑盒模型等效电路;然后,利用信号发生器WF1973、精密功率放大器NF4510、精密功率分析仪WT3000测量得到空载U-I曲线,转换为铁芯磁链-电流特性曲线,对?-i曲线进行拟合,完成非线性电感建模,用非线性电感取代线性电感得到整体的等效电路模型;最后,以爱泼斯坦方圈和产品级硅钢片搭接组成的单相双绕组变压器模型为实验研究对象,利用雷击浪涌发生器EMS61000-5C进行模拟操作波、雷电波实验,通过工频、谐波、操作波、雷电波实验与仿真对比,对本文建模方法的有效性进行了验证。

关键词：变压器频变效应非线性矢量匹配法基本磁化曲线爱泼斯坦方圈

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C6厚涂层硅钢磁性能测试的研究

电工钢 2020年第1期2卷 45-47页

作者：土比木乃石国发肖海航东方电气集团东方电机有限公司四川德阳618000

对不同厚度C6涂层的高牌号无取向硅钢样品进行常规磁性能的对比测量,结果表明:随着涂层厚度的增加,样品磁极化强度单调递减,比总损耗单调递增,并得到了较为准确的修正值.本文工作对大电机设计和C6涂层无取向硅钢高牌号产品的使用,具有... 详细信息

对不同厚度C6涂层的高牌号无取向硅钢样品进行常规磁性能的对比测量,结果表明:随着涂层厚度的增加,样品磁极化强度单调递减,比总损耗单调递增,并得到了较为准确的修正值.本文工作对大电机设计和C6涂层无取向硅钢高牌号产品的使用,具有一定的参考意义.

关键词：高牌号无取向硅钢 C6绝缘涂层爱泼斯坦方圈

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磁轭钢直流磁性能检测技术的探讨

磁轭钢直流磁性能检测技术的探讨

基于人工神经网络的Preisach磁滞模型与实现

第十一届中国钢铁年会

作者：李关仁周新华长沙天恒测控技术有限公司

磁轭钢板材是用于大型水力发电机转子的关键部件,随着水电机组的大型化发展,具有良好磁性能的磁轭钢有着快速增长的市场需求。而由于磁轭钢具有在很大的磁化场下才会饱和磁化的特点,目前关于其饱和磁极化强度的检测方法还没有完整的国... 详细信息

磁轭钢板材是用于大型水力发电机转子的关键部件,随着水电机组的大型化发展,具有良好磁性能的磁轭钢有着快速增长的市场需求。而由于磁轭钢具有在很大的磁化场下才会饱和磁化的特点,目前关于其饱和磁极化强度的检测方法还没有完整的国标与国际标准。本文主要探讨采用在GB/T 3655—2008的基础上使用爱泼斯坦方圈以及在GB/T 13012—2008的基础上使用A类磁导计测量其饱和磁极化强度的方法。

关键词：磁轭钢饱和磁极化强度爱泼斯坦方圈 A类磁导计

来源： cnki会议评论

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电工电能新技术 2009年第1期28卷 43-45,50页

作者：黄平林胡虔生中船重工710研究所湖北宜昌443003 东南大学电气学院江苏南京212013

在Preisach静态磁滞模型的基础上,利用极限磁滞回线的对称性,采用人工神经网络技术,建立了Preisach神经网络磁滞回线仿真模型,实现了对试验样片交流磁滞回线的理论计算;同时给出了一种采用爱泼斯坦方圈,对实验样片的动态磁滞回线进行数... 详细信息

在Preisach静态磁滞模型的基础上,利用极限磁滞回线的对称性,采用人工神经网络技术,建立了Preisach神经网络磁滞回线仿真模型,实现了对试验样片交流磁滞回线的理论计算;同时给出了一种采用爱泼斯坦方圈,对实验样片的动态磁滞回线进行数字测量的新方法,该方法实验设备简单,测量精度高,具有较好的工程实用价值。利用该方法得到的实验数据很好地验证了理论计算结果。

关键词：人工神经网络 Preisach磁滞模型磁滞回线爱泼斯坦方圈

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不同环境温度对取向硅钢磁性能影响实验研究

黑龙江电力 2017年第6期39卷 501-505页

作者：刘涛刘兰荣张俊杰聂京凯刘洋金文德保定天威保变电气股份有限公司河北保定071056 全球能源程序互联网研究院北京102200 国网浙江省电力公司杭州310007

为研究环境温度变化对取向硅钢材料及变压器铁心的影响,通过温控实验箱实现不同环境温度的控制,分别将已放入测试样片的的标准爱泼斯坦方圈及产品级铁心模型放入温控实验箱中,研究了不同环境温度对取向硅钢材料及变压器铁心的磁性能影... 详细信息

为研究环境温度变化对取向硅钢材料及变压器铁心的影响,通过温控实验箱实现不同环境温度的控制,分别将已放入测试样片的的标准爱泼斯坦方圈及产品级铁心模型放入温控实验箱中,研究了不同环境温度对取向硅钢材料及变压器铁心的磁性能影响。实验表明,当工作磁密大于1.2 T时,随着环境温度升高,铁心模型的磁化性能逐渐变差,但温度升高后,损耗性能变好。

关键词：环境温度爱泼斯坦方圈铁心模型磁性能