新型磁性材料高频磁化特性的数值模拟研究

摘要

纳米晶、非晶等新型磁性材料的饱和磁密高、高频损耗低，广泛应用于各类电力设备和电子器件中。在这些电力电子器件中，要提高运行效率，就必须降低磁性元件的损耗。这就迫切的需要研究各类损耗计算模型对各种材料在不同工作条件下的适用性。
　　在国家自然科学基金(51677064)与国家重点专项课题(2017YFB0903902)的资助下，本文为了能对各种损耗计算模型进行拟合和验证，归纳了磁性材料损耗特性和磁性材料静态磁特性的几种常用测量方法及原理，分析了各个测量方法的适用范围和精度，得到了各个测量方法的优缺点。而后，研究了正弦激励下计算磁性材料损耗的损耗分离法，对于损耗分离法中的各个损耗分量，详细分析了磁滞损耗的确定方法，涡流损耗的三种计算模型(根据损耗统计理论计算涡流损耗、基于线性磁化法则和阶梯磁化法则计算涡流损耗)和剩余损耗的三种计算模型(根据周期磁畴结构、随机磁畴结构和复杂磁畴结构计算剩余损耗)。接着，通过TD8120软磁交流测试系统测量了纳米晶、非晶和硅钢磁环在不同磁密、不同频率下的总能量损耗，用TD8220软磁直流测试系统测量了三个磁环在不同磁密下的磁滞能量损耗，将测量结果与应用不同的涡流损耗计算模型的计算结果相对比，得到了不同涡流损耗计算模型的适用条件。类似地，将不同剩余损耗计算模型的结果与上述测量值对比，从而得到不同剩余损耗计算模型的适用条件。

目录

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摘要

1．1 选题背景与意义

1．2 国内外研究现状

1．3 本文主要研究内容

第2章 典型软磁材料损耗的测量

2．1 软磁材料损耗测量方法

2．1．1 示波器测量

2．1．2 热量等效法

2．1．3 阻抗分析仪或电桥测量

2．1．4 B-H分析仪

2．2 静态磁特性测量方法

2．2．1 冲击法

2．2．2 数字式冲击检流计

2．2．3 扫描法

2．3 本章小结

第3章 软磁材料损耗的解析计算方法

3．1 磁滞损耗

3．2．1 基于STL计算涡流损耗

3．2．2 基于线性磁化法则计算涡流损耗

3．2．3 基于阶梯磁化法则计算涡流损耗

3．3 剩余损耗

3．3．1 周期磁畴结构

3．3．2 随机磁畴结构

3．3．3 复杂磁畴结构

3．4 本章小结

第4章 损耗分离法解析计算公式的工程适应性分析

4．1 实验参数与实验平台

4．1．1 实验参数

4．1．2 实验平台

4．2 涡流损耗计算模型的分析

4．2．1 低磁密下涡流损耗的计算

4．2．2 高磁密下涡流损耗的计算

4．3 剩余损耗计算模型的分析

4．3．1 根据周期磁畴结构计算剩余损耗

4．3．2 根据随机磁畴结构计算剩余损耗

4．3．3 根据复杂磁畴结构计算剩余损耗

4．4 本章小结

5．1 结论

5．2 工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研经历

致谢