趋肤效应

摘要： 电动汽车的普及符合国家可持续发展战略,扁铜线永磁同步电机因其高功率密度成为各电动汽车企业研究的热点。然扁铜线绕组产生的高频涡流损耗使得扁铜线永磁同步电机在高转速区域的铜耗大大增加,输出功率急速降低。为了有效解决其高频下输出功率降低的问题,本文提出一种扁铜线绕组优化的方法,能够有效降低扁铜线绕组损耗,提高扁铜线绕组电机高转速下的输出效率。并以一台48槽8极电动汽车用扁铜线永磁同步电机为例,建立场路耦合计算模型,计算比较电机绕组优化前后交流绕组铜耗及转矩输出,验证了方法的有效性。

摘要： 推导了导轨间磁场均匀分布和非均匀分布两种情况下电感梯度数学计算模型。引入了速度频率来模拟电枢发射过程速度趋肤效应,对导轨二维模型以及三维电磁场模型进行时谐仿真,并将获得的单位长度电感以及电感梯度,分别用于电气仿真系统中电感和电枢推力的计算。电气仿真和试验结果表明,电流和出口速度误差均在2%以内,证明了动态电感梯度分析及参数提取方法的正确性和准确性。

摘要： 变压器生产中存在没有注明情况下“以铝代铜”的现象,严重威胁了电力系统的安全运行。为了有效辨识变压器绕组的材质,首先分析了谐波作用下导体内谐波电流密度分布情况,推导出导体谐波电阻的计算公式,同时总结了经验公式。然后分析了绕组材质对变压器绕组结构尺寸的影响,基于此提出了变压器绕组材质的无损辨识方法,最后通过仿真验证了其可行性。仿真结果表明:谐波电阻系数取决于半径与趋肤深度的比值,相同铭牌参数的铜铝变压器在谐波作用下其短路电阻不同,通过测量变压器谐波电阻可辨识其绕组材质。可见,谐波电阻测量法简单有效,具有较高的工程应用价值。

摘要： 该文提出一种考虑初始接触压力的磁扩散模型分析电磁轨道发射装置中的磁感应强度、电流密度、焦耳热、电磁力分布、趋肤深度随时间的演变。该模型分析枢轨接触状态对接触面导电特性造成的差异,从而得到不规则电枢形状、驱动电流波形条件下的多场分布。计算结果表明,过盈量为1mm时,实际接触区域处于理论接触区域的中段,而电流初始聚集在实际接触区域的枢尾一端,随后向电枢头部移动。分析其他四种接触电导分布情况发现,在实际接触区域由压力造成的导电性能差异不会主导电流的分布。电流由于趋肤效应,在轴向距离电枢越近的导轨趋肤深度越浅,模型计算结果与理论公式比较误差较小,且斜坡电流的趋肤效应比阶跃电流更明显。该研究可以为电枢转捩、趋肤效应、电枢结构优化提供研究方向,为三维多场计算奠定基础。

摘要： 以航空电磁发射系统中的发射线圈为研究对象,考虑发射线圈参数对发射电流峰值的影响,采用有限元软件,建立线圈模型。重点分析交变电流引起的趋肤效应与邻近效应对线圈参数的影响规律,得知铝管替代相同外径的实心导线可以提高材料利用率。同时为节约空间提出了空心多匝的线圈结构,并且通过仿真得到了不同的匝间距离下线圈的交流电阻与电感的变化趋势,验证了该线圈结构能够通过合适的匝间距离有效减小线圈的交流电阻与电感,从而减小在交变电流下产生的交流损耗,增大发射电流峰值。在工程实践中制作完成发射线圈并进行实验,得到满足发射要求的电流峰值,提高对深部资源的探测能力。

摘要： 在特快速暂态过电压(VFTO)中,高频成分的幅值大、耦合强,对电气设备的安全运行造成严重威胁。目前已开展相关研究,但未能完全解决,一、二次融合设备已加装防护措施但仍发生故障的情况时有发生。对此,该文在探明母线电阻对高频信号衰减过程影响的基础之上,充分利用趋肤效应的频率敏感性,通过在常规母线表面增加高阻表层,构建高-低阻介质层叠的母线结构以实现高频抑制:正常工频成分在里层低阻介质中传输,不受影响;VFTO高频成分被约束在表层高阻介质中传输,其幅值与振荡时间将显著降低。进一步,开展等效试验,验证其有效性。

摘要： 舰船消磁线圈的电感值是影响消磁电源系统设计的重要因素。针对舰船结构复杂、船体涡流去磁效应显著等特点,提出一种基于时谐磁场仿真的消磁线圈电感计算方法,利用三维时谐磁场仿真提取线圈端电压和电流的实部和虚部,并根据阻抗相量表达式确定线圈电感值。重点分析壳体涡流的趋肤效应对电感计算结果的影响规律,提出壳体网格优化控制方法,计算实尺寸航母消磁线圈的电感,并对其影响因素进行分析。分别设计空心线圈电感解析计算模型和航母消磁线圈电感物理缩比模型,并对缩比模型电感进行实测。研究结果表明,空心线圈电感计算相对误差仅为1.8%,缩比模型的自感和互感计算的最大相对误差分别为7.1%和17.2%,有力验证了所提方法的有效性,为舰船消磁电源的设计提供了参考依据。

摘要： 电子电路中,信号电流在线路间流动会发生串扰,从而使波形畸变导致电路偶发故障.本文通过分解电路中的各项寄生参数、将其做等效处理,对电路间串扰成因进行理论分析,研究不同频段内,寄生参量随频率而产生的频率响应传输特性,提出设计改善方案.并通过仿真实验加以佐证,找到解决串扰问题的方法.

摘要： 为了准确计算电网理论线损,考虑谐波环境下趋肤效应对阻值的影响,结合等值电阻法,对传统理论线损计算公式进行修正.运用提出的修正式子,通过两个算例,验证谐波对10 kV及以下配网理论线损的影响.算例一根据《GB/T 14549—1993电能质量公用电网谐波》中规定的公共连接点PCC注入谐波电流的允许值,计算某地区电网由谐波标准规定允许的谐波含量所造成的额外损耗;算例二根据实测数据计算出某加工厂380 V侧线路损耗.有效分析了谐波含量对配电网线损的影响,证明了将谐波造成的额外损耗计入理论线损中的必要性.

摘要： 冲击电流为暂态电流波形,持续时间短且波形不可重复,测量误差影响因素众多难以评估.研制快响应精密冲击分流器,采用同轴管式结构,分析分流器的测量原理及尺寸设计.研究分流器的瞬态响应过程,将输出信号焊接至电阻体外侧,消除趋肤效应的影响.分流器的稳态电阻测量值为0.969 7 mΩ,杂散电感为32 nH,测量额定电流时,电阻温升小于36 °C.研制方波电流源测量分流器的动态特性,阶跃响应时间小于4 ns,并利用卷积积分的方法计算动态特性引起的峰值和时间参数测量误差.冲击电流波形8/20 μs下,进行分流器线性度、稳定性等特性试验.研究冲击电流测量装置的不确定度评定方法,分析不确定度影响因素,峰值参数测量不确定度为0.4％(k=2),时间参数测量不确定度0.8％(k =2).说明该测量装置可作为标准测量装置用于电流传感器的校准.

摘要： 涡流检测是一种检测导电工件表面与近表面缺陷的有效方法.涡流存在趋肤效应,即涡流密度的大小随着渗透深度的增大而减小.涡流在深度方向上的衰减速度与深层隐藏缺陷检测能力密切相关,它不仅与欧姆损耗有关,还与线圈几何参数有关.介绍厦门大学电磁无损检测研究团队对涡流趋肤效应的研究成果,内容包括:扁平线圈检测金属半空间时的涡流衰减速度分析;内通式线圈检测金属管时的涡流衰减速度分析;外穿式线圈检测金属棒时的涡流衰减速度分析;各向异性材料检测中的涡流衰减速度分析.

摘要： 本文利用麦克斯韦方程组分析了圆柱导线中趋肤效应的原理,并推导了其解析解.利用matlab和comsol软件对圆柱导线中交流电流的分布进行了仿真计算,对原理分析进行了验证.

摘要： 利用相关数学工具对强耦合线圈模型的设计进行了理论分析,采用磁场谐振的方式传输能量,成功实现了中远距离的无线电能传输,并对部分实验现象进行了实验探究与理论解释,包括:频率分裂,趋肤效应.

摘要： 本文主要关注磁性材料损耗分离法中涡流损耗的计算,研究了涡流损耗的三种计算方法:基于损耗统计理论的传统涡流损耗计算方法;基于材料的线性磁化法则并考虑趋肤效应的涡流损耗计算公式;基于材料的阶梯磁化法则利用饱和波模型得到的涡流损耗计算公式.通过实验测量了纳米晶、非晶和硅钢磁环的损耗,并与上述三种计算模型相对比,分析了三种算法的计算精度,得出了各自的适用条件.传统涡流损耗计算公式由于存在均匀磁化的前提,所以适用于频率较低的条件下;在低磁密下考虑趋肤效应的计算公式更加准确;在高磁密下,利用饱和波模型计算涡流损耗精度更高.根据不同的条件选取合适的计算公式,可以提高损耗分离法计算的精度.

摘要： 高速信号的趋肤效应与铜箔表面粗糙度已经成为高速PCB设计分析的关键因素,本文针对表面粗糙度进行分析阐述,介绍了铜箔表面粗糙度的测量和建模方法.接触针式测量参数获取简明直观;光干涉法测试精度高,可用于高光滑表面的三维成像与测试.三角形齿化的Hammerstad模型建模简单,适用5GHz以下的高速电信号分析;Huray模型运用精确化小球建模,分析精度可达50GHz,但参数提取工作量大、建模复杂;正六边形等球锥模型(HCPES)的参数计算与建模方法简明,可满足下一代高速传输(40/56Gbps)设计与分析需求.

摘要： 通过直流溅射法在Co基非晶薄带(Co66Fe4NiSi15B14)上制备不同厚度的CoFe薄膜层,观察其巨磁阻抗效应(GMI)在120kHz～3MHz频率范围内随外加磁场的变化.实验结果显示:在Co基非晶薄带上涂覆CoFe薄膜,可以提高薄带的GMI效应.研究发现,当趋肤效应显著时材科表面租糙度对GMI效应有较大影响.通过在Co基非晶薄带表面镀膜的方式降低样品表面粗糙度,减小表面退磁场的影响,并且闭合样品磁通回路,从而提高样品GMI效应.

摘要： 3G时代的到来,时现在的产品使用的材料是一个挑战.随着产品的传输频率越来越高,传输速度也越来越快,趋肤效应越来越明显.铜箔的毛面和光面的粗糙度成为影响信号完整性一个关键因素,本次试验的目的就是从理论设计出发,选择不同介质损耗的板材,配合不同粗糙度的铜箔和不同内层表面处理方式,根据终端信号的模拟,找到介质损耗和铜箔粗糙度对信号传输的影响,为后续终端设计师对板材和铜箔的选择做好理论和实践准备.

摘要： 在Dowell对高频功率电感绕组损耗理论分析与验证的基础上,讨论了高频功率电感在电流为三角波时绕组损耗的一种计算方法;以连续工作模式的BUCK转换器中使用的高频功率电感为例进行说明.本计算方法仅考虑由趋附效应与邻近效应引起的电感绕组高频损耗,未考虑由漏磁通引起的涡流损耗.

摘要： 在Dowell对高频功率电感绕组损耗理论分析与验证的基础上,讨论了高频功率电感在电流为三角波时绕组损耗的一种计算方法;以连续工作模式的BUCK转换器中使用的高频功率电感为例进行说明.本计算方法仅考虑由趋附效应与邻近效应引起的电感绕组高频损耗,未考虑由漏磁通引起的涡流损耗.

摘要： 在Dowell对高频功率电感绕组损耗理论分析与验证的基础上,讨论了高频功率电感在电流为三角波时绕组损耗的一种计算方法;以连续工作模式的BUCK转换器中使用的高频功率电感为例进行说明.本计算方法仅考虑由趋附效应与邻近效应引起的电感绕组高频损耗,未考虑由漏磁通引起的涡流损耗.

摘要： 本发明涉及一种基于趋肤效应的样品表面覆膜的无损检测方法及系统，包括采用频率可变的交流信号作用于待测样品的两端；逐渐增加交流信号的频率，检测不同频率的交流信号对应的待测样品两端的电阻或电压，并进行曲线绘制获取待测样品的电阻‑频率曲线或电压‑频率曲线；分析待测样品的电阻变化量或待测样品两端电压变化量随频率变化的规律，并计算或标样对比得到待测样品覆膜的厚度。本发明的基于趋肤效应的样品表面覆膜的无损检测方法及系统，可对待测样品进行整体测量，检测灵敏度较高，并且可实现自动化测量，检测效率较高。另外，由于趋肤效应，高频时材料表面的缺陷对高频信号更敏感，通过改变交流信号的频率还可以获取镀膜表面缺陷及裂纹深度分布信息。

摘要： 本发明涉及基于趋肤效应的铁磁性导体材料表面硬度测量方法及系统，其系统包括交流恒流信号模块、交流电压检测模块和主控制模块。交流恒流信号模块为标样或待测样品提供高频或低频交流恒流信号；交流电压检测模块检测不同已知表面硬度H

摘要： 考虑邻近效应和趋肤效应的分裂导线交流电阻及内自感的计算方法，属于分裂导线的交流阻抗参数计算领域。本发明把分裂导线的趋肤效应和邻近效应转化为等效通流面积的变化，构造随导线的几何尺寸、相对位置变化的等效面积函数序列，以导线等效横截面的大小，反映趋肤效应和邻近效应的作用。提出了大尺度(不满足d＜＜a，d为电流透入深度，a为导体外半径)时，导体等效复阻抗随导体半径、通流频率变化的计算公式；给出了多分裂导线考虑趋肤效应和邻近效应等效面积的计算方法和公式，并得出等效交流电阻的计算方法。根据导线交流电阻求其等效内半径，进而计算考虑趋肤效应和邻近效应的导线内自感。

摘要： 本发明一种涡流趋肤效应监测道岔表面裂纹的检测方法及其装置，用于铁路交通的道岔(1)表面(11)裂纹的长期监测，通过无线信号传输于中心检测仪器(2)，其特征在于涡流传感器装置(3)包括可粘贴于检测对象表面的壳体(31)、控制板(32)、阵列涡流检测探头(33)，其特征于阵列涡流检测探头(33)还包括长条形的柔性软磁带(331)和阵列涡流检测线圈(332)。实现对不同匝数的涡流检测探头进行分层次安排，实现尽量减少涡流检测线圈匝数，提高检测精度。

摘要： 本发明是复合型连续发热铠装T缆趋肤效应调控装置及调控方法，调控装置包括复合型连续发热铠装T缆和与复合型连续发热铠装T缆电连接的变频器、中频变压器；复合型连续发热铠装T缆外部的发热体层组成的材质为不锈钢、碳纤维、碳钢中的一种。调控方法为：针对不同的安装环境选择具有合适材料的发热体层的复合型连续发热铠装T缆实现安装，并将复合型连续发热铠装T缆与外部的变频器相连，通过改变供电频率，达到这一材料的发热体层的最佳趋肤效应从而获得伏安匹配，实现发热体层外部零电位。本发明通过改变供电频率的方式来实现不同材质的发热体能够达到其最好的趋肤效应，能够针对不同的使用环境，配置合适材质的发热体层。

摘要： 本发明提供了一种考虑趋肤效应的钢轨等效电阻计算方法。该方法包括：采用等效截面法将钢轨的不规则截面等效为圆柱形导体截面，获取钢轨等效圆柱形导体半径；将包含多频率成分的轨道电流分解为不同频率叠加的周期性间隔的傅里叶级数形式，得到每个频率的钢轨电流；基于每一频率的钢轨电流和钢轨等效圆柱形导体半径计算出每个频率下钢轨的趋肤效应等效电阻；基于涡流损耗平衡原理将所有频率下钢轨的趋肤效应等效电阻求和，得到钢轨电流整体激励下的钢轨等效电阻。本发明的计算结果精度高，提升了钢轨电位评估结果的可靠性，对保证城市轨道交通的安全运行具有重要意义。适用于实际条件下钢轨电阻的计算，也适用于回流系统建模中钢轨参数的计算。

摘要： 本实用新型具体涉及一种利用趋肤效应的天然气管道电磁感应加热装置，包括天然气管道，天然气管道外壁还包裹有保温层；所述保温层外缠绕有磁涡流加热线圈；未缠绕有磁涡流加热线圈的天然气管道外壁设有贴片式热电偶传感器，保温层外夹设有外夹式超声波流量计；还包括与贴片式热电偶传感器及外夹式超声波流量计连接的显示装置；还包括电源装置，所述电源装置包括依次连接的外部电源及电源转换装置，所述电源转换装置为单相整流电源，单相整流电源上设有直流供电接口及三相交流电源接口；其中，外夹式超声波流量计及显示装置与直流供电接口连接，磁涡流加热线圈与三相交流电源接口连接。本实用新型利用电磁感应原理进行管道加热。

摘要： 本实用新型公开了一种能够改善趋肤效应的发卡绕组结构，包括定子铁芯和发卡线圈，所述定子铁芯上设有若干定子槽，所述定子槽沿着定子铁芯的圆周方向布置，所述发卡线圈固定设置在定子槽上，所述发卡线圈为空心结构，所述发卡线圈与定子槽互连形成线圈绕组。本实用新型提供了一种能够改善趋肤效应的发卡绕组结构，增大发卡线圈的铜棒表面积，改善趋肤效应。

摘要： 本实用新型公开了一种减弱交流电趋肤效应的退磁系统，包括磁化电源电路，通过感应线圈产生磁场，对待测工件进行磁化探伤；交流接触器KM1,交流接触器KM1的主常开触点正接于磁化电源电路的感应线圈两侧，以使车轴产生磁化；交流接触器KM2,交流接触器KM2的主常开触点反接于磁化电源电路的感应线圈两侧，接通时反向改变磁化电源电路的相序本设计使用一组交流接触器来完成磁化和退磁时，使交流电的电源相序转换，可以减弱交流电肤效应所产生的剩磁量，避免了工件剩磁量过大而造成的安全事故发生。

摘要： 本实用新型公开了一种低成本趋肤效应演示装置包含用于产生频率可调的交流信号源、两个完全相同的同轴多层金属圆筒装置，以及若干组LED，每组LED包含两个反向并联连接的LED；每组同轴多层金属圆筒装置均为至少三层同轴的不同半径的圆筒导电体构成，各层圆筒底端固定在金属材料上形成电连接；频率可调信号源的一个输出端连接一个同轴多层金属圆筒装置的底端，另一个输出端连接一个限流电阻后连接另一个同轴多层金属圆筒装置的底端，两个同轴多层金属圆筒装置的顶端之间：相同半径的金属圆筒间分别串联一组LED。