电工钢片叠积结构中磁场和损耗的模拟研究

摘要

基于TEAM(TestingElectromagneticAnalysisMethods)Problem21基准模型，使用Epstein方圈测量了取向硅钢片30P120轧制方向及垂直于轧制方向的磁化曲线(Bm-Hm及Bm-Hb曲线)及损耗曲线，并测量了不同频率50Hz，100Hz，150Hz及200Hz下硅钢片的磁化曲线(Bm-Hm及Bm-Hb曲线)及损耗曲线。利用测量得到的磁化曲线及损耗曲线，使用Infolytica公司的磁场分析软件Magnet进行仿真计算，分别在50Hz至200Hz的频率范围内计算了基准模型的硅钢叠片内的损耗及磁通，并考虑集肤效应和材料的电-磁各向异性的影响，对材料接近表面的部分进行了分层及细剖分处理。
　　 基于国际TEAMProblem21基准族中的P21-M1和EM1模型，取用模型中的硅钢片及铜板，并设计了不同的组合方式。在不同激励条件下，对磁屏蔽(硅钢片叠片)、电磁屏蔽(铜板)不同的组合方式时的损耗和磁通进行了测量，并使用电磁场有限元分析软件MagNet进行了仿真计算。在各种工况下的数值计算结果与实验结果基本吻合。
　　 本文提出的有限元建模方法和基于模拟结果的分析、结论有助于提高大型电力变压器的电磁设计的有效性。