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新型转子结构的三自由度混合磁轴承损耗分析

西南交通大学学报 2022年第3期57卷 675-681页

作者：鞠金涛徐澎朱熀秋徐通王祥飞居方明杜佳慧常州工学院电气信息工程学院江苏常州213032 常州大学机械与轨道交通学院江苏常州213164 江苏大学电气信息工程学院江苏镇江212013

为减少六极径向-轴向混合磁轴承(radial-axial hybrid magnetic bearing,RAHBM)高速下转子产生的损耗,提出了一种部分叠片的转子结构.首先,用等效磁路法推导了六极RAHMB的悬浮力数学模型,依据该模型设计磁轴承结构参数,对不同转子叠片... 详细信息

为减少六极径向-轴向混合磁轴承(radial-axial hybrid magnetic bearing,RAHBM)高速下转子产生的损耗,提出了一种部分叠片的转子结构.首先,用等效磁路法推导了六极RAHMB的悬浮力数学模型,依据该模型设计磁轴承结构参数,对不同转子叠片深度下的铁损和悬浮力进行仿真分析,选择叠片深度最优值;然后,在有限元仿真软件中设定转子转速为50 000 r/min,向六极RAHMB分别施加径向和轴向最大控制电流,分析磁轴承产生最大承载力情况下实心转子与部分叠片转子的损耗;最后,对部分叠片转子在正弦扰动电流下的涡流损耗和磁滞损耗进行计算和仿真.研究结果表明:在产生最大承载力条件下,部分叠片转子结构能够将损耗降低69.7%,虽然轴向承载力减小了14.7%,但仍能够满足设计要求;部分叠片转子可将正弦扰动电流下铁损降低55.4%.

关键词：磁轴承铁损涡流损耗磁滞损耗三自由度

新型Fe_(72.7)Si_(17)B_(6.8)Nb_(2.6)Cu_(0.9)纳米晶铁芯的磁场热处理工艺与软磁性能

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金属热处理 2022年第7期47卷 81-86页

作者：孙浩宋文乐王磊薛志勇詹花茂华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206 国网河北省电力有限公司沧州供电分公司河北沧州061001 华北电力大学电气与电子工程学院北京102206

为满足高频变压器对铁芯低损耗的需求,研究了新型Fe_(72.7)Si_(17)B_(6.8)Nb_(2.6)Cu_(0.9)纳米晶铁芯的热处理工艺,探讨了铁芯动态、静态软磁性能随无磁场退火保温时间与施加不同磁场强度的横磁磁场退火时的变化规律。结果表明,不加磁... 详细信息

为满足高频变压器对铁芯低损耗的需求,研究了新型Fe_(72.7)Si_(17)B_(6.8)Nb_(2.6)Cu_(0.9)纳米晶铁芯的热处理工艺,探讨了铁芯动态、静态软磁性能随无磁场退火保温时间与施加不同磁场强度的横磁磁场退火时的变化规律。结果表明,不加磁场时,保温时间为60 min时铁芯的损耗最低,为P_(20 kHz/0.5 T)=11.82 W/kg,而其静态软磁性能在保温30 min处于最优状态,H_(c30 min)=1.86 A/m。施加横向磁场后,其直流磁性能剩磁和矫顽力显著降低,H_(c40 mT)=0.64 A/m,而其损耗在磁场强度为50 mT达到最低,为P_(20 kHz/0.5 T)=10.53 W/kg。高频范围内涡流损耗在铁芯损耗中起主导作用,新型纳米晶铁芯经横向磁场热处理后高频损耗大幅降低,同时磁导率表现优异。

关键词：纳米晶铁芯热处理铁损软磁性能

纵磁退火处理和张应力对1K101非晶合金薄带磁化特性及损耗的影响

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金属热处理 2022年第3期47卷 39-43页

作者：高洁何承绪宋文乐杨富尧刘洋先进输电技术国家重点实验室全球能源互联网研究院有限公司电工新材料研究所北京102211 国网河北省电力有限公司沧州供电分公司河北沧州061001

研究了纵磁退火处理和张应力对1K101非晶合金薄带磁化特性以及损耗的影响,并采用Kerr方法观测了合金的磁畴形貌。结果表明,张应力驱动淬火态1K101合金感生出宏观单轴各向异性,使带材沿应力方向趋向于易磁化,且铁损下降,这与经纵磁退火... 详细信息

研究了纵磁退火处理和张应力对1K101非晶合金薄带磁化特性以及损耗的影响,并采用Kerr方法观测了合金的磁畴形貌。结果表明,张应力驱动淬火态1K101合金感生出宏观单轴各向异性,使带材沿应力方向趋向于易磁化,且铁损下降,这与经纵磁退火处理后的带材磁化特征高度相似。通过磁畴观测发现,在张应力作用下,淬火态非晶合金中迷宫样窄小畴的磁畴壁沿应力方向呈Z字形排列,说明沿应力方向磁化时需消耗的外磁场能减少,这对带材软磁性能的优化起到了关键作用。

关键词： 1K101非晶合金张应力磁化特性铁损磁畴各向异性

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取向硅钢制备工艺及其发展趋势

精密成形工程 2022年第1期14卷 1-10页

作者：宁旭王艳丽梁永锋林均品北京科技大学新金属材料国家重点实验室北京100083

取向硅钢作为一种重要的铁芯材料,在电力行业中有着广泛的应用。基于生产工艺及技术特点,取向硅钢的制备工艺可以分为传统厚板坯工艺、薄板坯连铸连轧工艺及双辊薄带连铸工艺。传统的厚板坯工艺是工业生产取向硅钢的主要方法,其按加热... 详细信息

取向硅钢作为一种重要的铁芯材料,在电力行业中有着广泛的应用。基于生产工艺及技术特点,取向硅钢的制备工艺可以分为传统厚板坯工艺、薄板坯连铸连轧工艺及双辊薄带连铸工艺。传统的厚板坯工艺是工业生产取向硅钢的主要方法,其按加热温度又可分为板坯高温加热、板坯中温加热以及板坯低温加热工艺,其中板坯低温加热工艺具有加热温度低、能耗少、生产成本低等优点,是目前工业生产高磁感取向硅钢的主流技术。根据取向硅钢的发展历史,对取向硅钢的制备工艺进行了较为全面的综述。较为详细地概述了传统板坯高温加热、中温加热和低温加热工艺制备取向硅钢的成分体系以及工艺特点,重点综述了板坯低温渗氮工艺,并对取向硅钢的发展趋势进行了展望。

关键词：普通取向硅钢高磁感取向硅钢抑制剂磁感应强度铁损

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非晶合金铁心损耗与磁致伸缩特性测量与模拟

电工技术学报 2021年第18期36卷 3876-3883页

作者：迟青光张艳丽陈吉超张殿海赫荣臻沈阳工业大学教育部特种电机与高压电器重点实验室沈阳110870 大连交通大学电气信息工程学院大连116300 中车大连机车车辆有限公司大连116300

针对电力机车对中频变压器低损耗、低噪声的设计要求,该文对中频变压器用铁心材料非晶合金的损耗与磁致伸缩特性开展深入研究。模拟中频变压器的实际工作状态,对非正弦激励下非晶合金的损耗特性进行测量。在此基础上,对传统的斯坦梅兹... 详细信息

针对电力机车对中频变压器低损耗、低噪声的设计要求,该文对中频变压器用铁心材料非晶合金的损耗与磁致伸缩特性开展深入研究。模拟中频变压器的实际工作状态,对非正弦激励下非晶合金的损耗特性进行测量。在此基础上,对传统的斯坦梅兹损耗计算公式进行修正,同时考虑到不同频率下损耗计算公式的通用性,对损耗计算公式的系数进行变系数改进。考虑中高频变压器的振动噪声问题,采用激光测试仪,对非晶合金铁心材料的磁致伸缩特性进行测试分析,并建立铁心材料磁致伸缩特性的预估模型。实验验证了所提损耗和磁致伸缩模型的有效性,为中高频变压器的优化设计提供理论依据。

关键词：铁损磁致伸缩非晶合金损耗模型

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一种基于铁损模型的异步电机矢量控制策略

电机与控制学报 2020年第2期24卷 36-45页

作者：杨淑英杨澍李筱筠张兴合肥工业大学电气与自动化工程学院合肥230009 国网蚌埠供电公司安徽蚌埠233000

为了解决矢量控制算法因受铁损影响而导致的定向失准、性能下降等问题,提出了一种基于铁损模型的异步电机矢量控制策略。该策略直接依据励磁电感电流进行转差型间接磁场定向矢量控制,实现磁链和转矩分量间的解耦。依据铁损数学模型,分... 详细信息

为了解决矢量控制算法因受铁损影响而导致的定向失准、性能下降等问题,提出了一种基于铁损模型的异步电机矢量控制策略。该策略直接依据励磁电感电流进行转差型间接磁场定向矢量控制,实现磁链和转矩分量间的解耦。依据铁损数学模型,分析了铁损对间接转子磁场定向矢量控制的影响,设计了滑模观测器对励磁电感电流进行观测。本方案的突出优势在于无论是励磁电感电流的观测,还是矢量控制系统的实现均无需铁损电阻参数,具有较强的工程实用性。仿真和实验结果表明,本文提出的控制策略可以解决由铁损导致的矢量控制定向和转矩控制失准的问题,改善了系统运行性能。

关键词：铁损滑模观测器励磁电感电流矢量控制异步电机

短磁路E型定子铁心电励磁双凸极发电机电磁特性分析

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电机与控制学报 2020年第10期24卷 109-119页

作者：史立伟韩震周晓宇张文超安俊豪严兵山东理工大学电动汽车智能化动力集成技术国家地方联合工程研究中心山东淄博255049

传统电励磁双凸极发电机励磁绕组跨多个定子极绕制,存在励磁磁路较长、铁损耗大、各相磁路不完全对称等问题。为了提高故障隔离能力并实现各相对称,提出一种由E型定子铁心组成的短磁路模块化电励磁双凸极发电机。针对所提出的集中绕组E... 详细信息

传统电励磁双凸极发电机励磁绕组跨多个定子极绕制,存在励磁磁路较长、铁损耗大、各相磁路不完全对称等问题。为了提高故障隔离能力并实现各相对称,提出一种由E型定子铁心组成的短磁路模块化电励磁双凸极发电机。针对所提出的集中绕组E型定子铁心,在分析转子极弧系数对各绕组电感影响规律的基础上,推导出三相发电机的定/转子极数比,励磁定子极、电枢定子极和定子槽口对应的极弧角度的约束公式,为电机进行电磁设计奠定基础。利用有限元软件对三相9/10极和三相18/20极电机的各相电动势、电感等瞬态特性进行建模分析。根据Bertotti分离铁耗模型计算出新型三相18/20极与传统三相18/12极电机的铁损耗值,并通过仿真验证了新型三相18/20极具有较低的铁损耗。最后,试制一台三相18/20极的样机并进行了实验,实验结果验证了理论分析和电机结构的合理性。

关键词：电励磁双凸极发电机 E型定子铁心极弧角度模块化铁损

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高强度无取向电工钢性能的研究进展

热加工工艺 2023年第1期52卷 1-5,11页

作者：游兴华方琪金自力范合合内蒙古科技大学材料与冶金学院内蒙古包头014010 内蒙古自治区新金属材料重点实验室内蒙古包头014010

阐述了高强度无取向硅钢的性能要求及影响因素。通过理论分析、强化机理分析以及化学元素影响规律分析,根据近几年高强度无取向硅钢生产工艺研究成果,总结提高磁感、降低铁损以及提升一定力学性能的有效方式。结合实际工艺步骤,主要详... 详细信息

阐述了高强度无取向硅钢的性能要求及影响因素。通过理论分析、强化机理分析以及化学元素影响规律分析,根据近几年高强度无取向硅钢生产工艺研究成果,总结提高磁感、降低铁损以及提升一定力学性能的有效方式。结合实际工艺步骤,主要详细分析了热轧中各个参数,分析各工艺影响规律和设定工艺参数依据。针对无取向硅钢发展现状以及存在问题,提出开发新工艺的研究思路。

关键词：磁感铁损力学性能热轧

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基于特征模型的高速电机自适应抗饱和控制

电机与控制学报 2021年第9期25卷 86-93页

作者：曹阳郭健南京理工大学自动化学院南京210000

本文针对高速永磁同步电机调速系统因物理受限产生的饱和效应,设计了一种基于特征模型的自适应抗饱和控制。在电机高速运行时,电机铁损是不能忽略的,内部容易产生大量未知非线性因素,对电机的动力学和运动特性带来显著影响,易产生转矩... 详细信息

本文针对高速永磁同步电机调速系统因物理受限产生的饱和效应,设计了一种基于特征模型的自适应抗饱和控制。在电机高速运行时,电机铁损是不能忽略的,内部容易产生大量未知非线性因素,对电机的动力学和运动特性带来显著影响,易产生转矩、速度波动,影响调速性能。根据电机参数随磁路饱和程度变化而发生改变的特点,采用有限元分析方法获取电机参数与交直轴激励电流的非线性关系,对高速电机进行建模。利用特征模型设计高速电机控制器,使控制器设计变得简单,易于工程实现。应用李雅普诺夫函数证明了采用自适应控制闭环系统的稳定性,通过数值仿真结果,验证了该控制器能较好地抑制饱和现象,能够提高电机系统的鲁棒性和速度跟踪精度等。

关键词：高速永磁同步电机饱和效应铁损有限元分析特征模型自适应控制