铁心损耗

摘要： 磁特性是反映硅钢片性能的一个重要指标。在深海用电机中,定子铁心承受巨大的深海应力,硅钢片的磁特性将发生变化,导致电机铁耗发生变化。针对深海用电机定子硅钢片磁特性发生变化而导致电机铁耗发生变化的问题,通过有限元方法计算定子铁心在不同压强下的应力分布,计算结果与电磁场耦合,计算了不同压强下定子的铁心损耗。通过实验,测试了硅钢片在不同压强下的磁特性变化。结果表明,深海应力环境下硅钢片磁化曲线会收缩。该研究成果可为深海用电机的设计提供重要的理论参考。

摘要： 叠片铁心结构在大型功率设备中被广泛应用,铁心损耗过大会使设备温度过高,影响设备正常运行,因此叠片铁心损耗的正确计算具有重要意义。其中,均匀规则叠片铁心损耗的计算已有较多的研究,但针对特殊结构的饱和叠片铁心损耗的计算难以使用传统的等效模型方法来解决。本文结合已有研究成果,提出基于绝热温升方法的饱和铁心损耗计算方法。首先以传统叠片铁心为实验对象,使用本文所述方法进行损耗计算,所得损耗值和叠片等效铁心模型损耗值相比较,两种方法所得损耗值差值较小,表明本文所述方法正确可行。最后将本文所述方法应用于带有磁阀结构的饱和叠片铁心,成功计算出铁心损耗值并对该铁心损耗分布进行分析。本文所提出的方法有助于特殊结构叠片饱和铁心的损耗计算,并且为此类特殊结构铁心损耗模型的修正提供理论和实验基础,对相关设备的电磁和热管理设计具有指导作用。

摘要： 为削弱电动汽车轮毂电机的齿槽转矩和铁心损耗,提出一种基于定子整槽偏移的方法对上述问题进行研究。推导电动汽车轮毂电机齿槽转矩和铁心损耗计算公式,确定轮毂电机的参数,建立轮毂电机几何模型;将各个不同偏角的模型导入有限元仿真模型中,分别对齿槽转矩和铁心损耗进行仿真计算,并验证模型的正确性。结果表明:整槽偏移角为3°时的轮毂电机模型,其齿槽转矩和铁心损耗均能取到最优值,且齿槽转矩降低幅度约为98%、铁心损耗降低幅度约为65%、一次谐波降低幅度约为96%。仿真结果验证了基于定子整槽偏移的方法对齿槽转矩、铁心损耗和一次谐波具有明显的抑制作用。所提方法为电动汽车轮毂电机齿槽转矩和铁心损耗的优化设计提供了参考。

摘要： 变压器的工艺堆叠孔会增加铁心损耗,导致变压器局部温升,甚至影响变压器正常运行。为了研究工艺孔对变压器铁心损耗及其性能的影响,该文对硅钢材料的双向交变磁特性与损耗特性进行测量与分析,结合Steinmetz损耗计算公式对带工艺孔的铁心模型进行二维磁场解析计算,提出由不同形状、尺寸工艺孔造成铁心损耗增长的理论计算方法,基于有限元法对变压器铁心常用的取向硅钢片进行二维瞬态磁场仿真计算,对比分析了不同类型工艺孔对变压器铁心损耗的影响。构建带工艺孔的硅钢样片损耗测试平台,定量测试铁心材料由工艺孔造成的损耗以及局部温升,验证理论计算方法的有效性与准确性。仿真及实验结果表明,提出的变压器工艺孔铁心损耗增长的计算方法具有较高的计算精度和工程适用性。

摘要： 为了提高复杂激励下电力电子装置中铁心损耗的计算精度,该文提出两种用于计算矩形波叠加直流偏置激励(即非正弦激励)下铁心损耗的计算方法。首先,修正延伸到矩形波激励计算的斯坦梅茨公式(RESE)以适应非正弦激励,并推导出相应的计算式。其次,考虑在非正弦激励下,等效电导率ρ的非线性,对铁耗分离法做进一步修正。然后,构建磁滞回线测试平台,在20kHz范围内对日立纳米晶铁心样品FT-3KS(Fe_(73.5)CuNd_(3)Si1_(3.5)B_(9))进行正弦及非正弦激励下损耗测试。对损耗测量结果进行数值拟合,得到各方法的解析计算式。最后,通过实测值与模型预测值对比分析,两种方法的平均预测误差控制在10%以内,验证了上述方法的有效性。

摘要： 提出一种基于低频激励下的变压器空载特性测量方法,提出了相应的折算补偿算法,并试验证明其可行性。

摘要： 基于麦克斯韦电磁理论,建立电机有限元电磁场分析模型,得到电机磁场强度分布云图,通过分析电机齿部和轭部典型位置磁密径向、切向磁密波形,求取其磁密幅值。基于Bertotti铁耗分离理论,计算了某高速动车组牵引电机铁心损耗,同时分析了电机的铜耗和机械损耗。

摘要： 采用解析算法计算常导高速磁悬浮列车长定子直线同步电机(LSM)的电磁性能,计算模型考虑了长定子的齿槽结构,在LSM的一对极下,沿运动方向建立磁导率方程和励磁磁动势方程,然后根据傅里叶级数展开法求解方程,得到气隙磁通密度沿运动方向的分布,显示了齿槽效应的影响.之后,基于有限元模型计算不同运行速度下齿槽效应对力特性、励磁绕组感应电动势与铁心损耗的影响.结果发现,齿槽效应会导致推力波动增大,励磁绕组中产生感应电压,励磁铁心损耗增大,且随着速度的增加这些影响越明显.

摘要： 采用变频启动、自启动、串电阻启动等方式启动的异步电机内的组成部件中的电磁场分布并不相同,因此各组成部件的损耗分析方法也应各不相同.各种形式的斯坦梅茨方程可分析计算铁心损耗,且斯坦梅茨方程中的系数可由硅钢片制造商提供的损耗曲线获得,然而,硅钢片制造商提供的损耗曲线仅能在几个固定的频率下获得.采用了一种曲线拟合技术,可计算任意频率下的损耗曲线.为验证该方法,搭建了实验平台,分析不同负载转矩下、不同开关频率下异步电机的损耗.对比结果表明,该方法能够准确地预测异步电机的铁心损耗.

摘要： 分析磁阀式可控电抗器MCR(magnetic-valve controllable reactor)的主要工作原理以及MCR铁心损耗的主要来源,得出在工程上磁滞损耗与涡流损耗的计算公式.在传统磁阀结构的基础上提出了新型磁阀结构,并对传统磁阀结构与新型磁阀结构进行对比分析.通过理论分析可知,新磁阀结构采用圆弧面作为磁场缓冲面,减少了磁阀处磁场的发散量,使磁阀处磁通密度分布更加均匀,进而大大降低了磁阀处的漏磁损耗.使用Ansys电磁场仿真软件,在相同电压等级下分别对传统磁阀结构MCR和新型磁阀结构MCR进行三维动态仿真,采集一个工作周期内的四个仿真时刻,对比分析两种MCR铁心磁阀处的磁通密度分布场图.仿真结果表明:新磁阀结构MCR铁心中的磁通分布得到了优化,磁通密度更加均匀,磁场发散情况得到了很大改善,进而有效地减少了MCR的漏磁损耗.仿真结果验证了理论分析的正确性,同时说明了新型磁阀结构的合理性与先进性.

摘要： 采用低频试验方法测量铁磁元件铁心损耗可以降低电源容量及试验电压等级,但是现有的低频法需要采用变频正弦波电源作为试验电源,而大容量变频正弦波电源制造难度大、成本高,所以提出一种基于低频方波的铁磁元件铁心损耗测量方法.该方法利用变频方波电源迸行空载试验,利用最小二乘法原理计算计算磁滞损耗系数和涡流损耗系数,迸而对铁心损耗迸行折算,使得折算后的铁心损耗与工频正弦波激励下的结果有较好的一致性.并巨在单相变压器上开展试验,10,15,20Hz的方波折算后的铁心损耗与50Hz正弦波实测结果的相对误差小于6.5％.结果表明,本方法折算精度高,具有工程应用价值.

摘要： 变压器出厂试验需要测量其空载励磁特性、空载损耗和负载损耗.空载损耗主要是铁心损耗,测量空载损耗时往往要施加一个容量较大的工频电源.为了减小试验电源容量,使测量设备便携化,提出了一种采用低频电源代替工频电源测量铁磁元件铁心损耗的方法.该方法通过施加几个频率的低频电压测量低频下的铁损耗PFe,得到不同频率的E/f(电动势/频率)-PFe曲线,再通过样条插值法计算频率不同、E/f相等时的铁损耗,根据最小二乘原理计算折算至工频下的铁损耗.并在单相变压器和电流互感器上开展试验,采用15,20,25Hz的折算的结果与工频50Hz实测结果的相对误差g＜5％,相对误差标准差σε＜0.9.结果表明,本方法折算准确度高、稳定性好,而且减小了试验电源容量.

摘要： 变压器出厂试验需要测量其空载励磁特性、空载损耗和负载损耗.空载损耗主要是铁心损耗,测量空载损耗时往往要施加一个容量较大的工频电源.为了减小试验电源容量,使测量设备便携化,提出了一种采用低频电源代替工频电源测量铁磁元件铁心损耗的方法.该方法通过施加几个频率的低频电压测量低频下的铁损耗PFe,得到不同频率的E/f(电动势/频率)-PFe曲线,再通过样条插值法计算频率不同、E/f相等时的铁损耗,根据最小二乘原理计算折算至工频下的铁损耗.并在单相变压器和电流互感器上开展试验,采用15,20,25Hz的折算的结果与工频50Hz实测结果的相对误差ε＜5％,相对误差标准差σε＜0.9.结果表明,本方法折算准确度高、稳定性好,而且减小了试验电源容量.

摘要： 提出一种综合考虑变压器非线性影响的解析法计算直流偏磁条件下变压器励磁电流及铁心损耗的方法.给出了变压器非线性模型的具体建模过程及不同直流偏磁条件下的变压器励磁电流及铁心损耗分布曲线.有限元及实验结果验证了仿真的正确性.为不同电路-磁路结构电力变压器的建模及快速计算大型电力变压器的直流偏磁问题奠定了基础.

摘要： 本文介绍了研究背景、三维磁特性测试平台的构建、三维磁特性自动控制与测量方法、软磁复合材料的PSW磁滞模型、电工钢片的磁各向异性与张量磁阻率模型、电工磁性材料铁心损耗特性模拟与实验研究以及应用前景展望。

摘要： 电工钢是用来生产电机和变压器铁心的主要原材料.现有的国际标准IEC60404-2、IEC60404-3和国家标准GB/T3655-2008、GB/T13789-2008规定电工钢片用爱泼斯坦方圈和单片磁导计在频率50Hz保证正弦磁通密度峰值为1.5T或1.7T条件下评判其等级.由于一些原因,电机和变压器铁心的空载损耗与利用爱泼斯坦方圈或单片磁导计测量的电工钢损耗的数值往往不一致,本文总结了其中的原因.这些导致差异的因素在铁心设计过程中被量化为工艺系数,即铁心单位质量的空载损耗与电工钢片置于爱泼斯坦方圈或单片磁导计内在工作磁通密度下测量的损耗的比值.本文讨论了模拟不同工况下,测量电工钢损耗的几种方法,并阐述了相关测量方法在评估电机和变压器铁心损耗方面的应用.

摘要： 针对现有低频测量铁磁元件励磁特性方法未考虑铁心损耗的不足,通过对低频试验下铁心损耗的原理进行分析,得出了励磁电源频率变化仅会影响励磁电流中涡流等效电流的大小的结论.由此提出了适用于现场试验的低频试验及折算方法,对低频试验数据电压电流均进行补偿,试验证明补偿后与工频试验结果基本一致.

摘要： 针对感应电机定子铁心轭部螺钉孔造成的空载三相电流不平衡和定子铁耗增加的问题,探究了铁心轭部螺钉孔对空载电流平衡度的影响,并分析了铁心轭部螺钉孔与电机铁耗之间的关系.理论分析和有限元仿真均表明,螺钉孔的存在所造成的轭部局部磁饱和显著增加三相电流不平衡度,并且提高定子的铁心损耗.为了降低轭部螺钉孔对电流平衡度和铁心损耗的影响,提出了定子铁心轭部有3个螺钉孔的电机结构.仿真和试验结果表明,当铁心轭部有3个螺钉孔时能够较好地解决电流不平衡的问题,铁心损耗值也较为合理.

摘要： 针对新能源汽车驱动用永磁同步电机存在的空载损耗问题,提出了一种高速下使用弱磁电流降低定子铁心磁密,减少电机空载铁耗的策略及实施.基于永磁电机定子铁心损耗的理论分析,利用有限元方法对一台电动汽车用永磁同步电机的磁场进行仿真,并计算出定子铁心损耗和绕组铜耗,结果表明在使用弱磁电流的策略下,有效地减少了电机高速空载铁耗,节能效果明显.最后在对拖试验台架下进行了实验,测试结果与理论计算结果相符,验证了高速节能策略的正确性和方法的可行性.

摘要： 变压器空载电流谐波幅值及构成可以检查铁心的饱和程度和判断是否有匝间故障.变压器出厂试验时通常采用容量较大的工频电源进行空载电流谐波测量.为了减小试验电源容量,提出了一种采用低频电源代替工频电源进行变压器空载电流谐波测量的低频测量法.该方法通过施加两个低频率的电压测量低频下的涡流电流和空载电流谐波幅值,再根据对涡流电流的补偿计算折算至工频下的空载电流各次谐波含量和总谐波含量.并对单相变压器进行仿真和试验验证,采用15Hz的折算的结果与工频50Hz实测结果的空载电流各次谐波含量K(k)和总谐波含量THDi误差均小于1％.结果表明,本方法折算准确度高,而且能减小试验电源容量.

摘要： 本发明公开了一种计及铁心磁路分级的牵引变压器磁滞损耗求解方法，通过构建基于非线性媒质关系的硅钢片电磁感应方程，并引入非同频物理量功率积分可忽略的特性，针对铁心各级磁路磁效应互异的特点，提出了适用于磁铁心磁路分级的牵引变压器铁心磁滞损耗的简化计算模型。本发明的有益效果在于有助于提出一种更符合材料物性和运行工况的磁滞损耗评估方法，能为牵引变压器生产优化设计和服役性能测评提供必要的数据保障。

摘要： 本发明公开了一种计及铁心磁路分级的牵引变压器涡流损耗求解方法，通过构建基于非线性媒质关系的硅钢片磁路关系方程，并引入低频率条件下趋肤效应可忽略的特性，针对铁心各级磁路长度互异的特点，提出了适用于铁心磁路分级的牵引变压器铁心涡流损耗的简化计算模型。本发明的有益效果在于有助于提出一种更符合材料物性和运行工况的涡流损耗评估方法，能为牵引变压器生产优化设计和服役性能测评提供必要的数据保障。

摘要： 本发明提供一种含铁心绕组类设备在间谐波影响下的损耗确定方法及系统。该系统包括信号发生器、功率放大装置和功率分析仪，信号发生器与功率放大装置连接，功率放大装置分别与待测设备和功率分析仪连接，功率分析仪与待测设备连接，该系统用于：信号发生器，用于获取激励信号的信号参数，并根据激励信号的信号参数，得到激励信号，并将激励信号发送至功率放大装置，其中，激励信号包括基波信号和间谐波信号，间谐波信号的频率为目标频率；功率放大装置，用于对激励信号进行功率放大，并将功率放大后的激励信号施加至待测设备；功率分析仪，用于获取待测设备在激励信号下的功率损耗。本发明能够准确确定含铁心绕组类设备在间谐波激励下的损耗。

摘要： 一种铁心片间短路故障下的铁心损耗试验系统及方法，属于变压器故障模拟技术领域。本发明的试验系统主要包括：计算机、卷铁心试验平台、智能模拟夹件、调压器和功率分析仪。基于本发明的试验系统能够进行片间短路故障下空载损耗试验研究。本发明与已有模拟技术相比，技术效果为：通过计算机控制即可自动地实现变压器不同短路片数、铁心上不同位置处片间短路故障下的损耗试验，同时实验数据可直接传回计算机，具有智能操作、灵敏度高等特点，能够有效地研究片间短路故障下的损耗变化以及故障机理、故障应对策略等。

摘要： 本发明公开了一种卷铁心多点接地故障下铁心损耗试验平台及试验方法，主要包括：计算机、通讯转换控制模块、故障模拟模块、功率分析仪以及变压器。其特征在于：所述变压器的铁心上绕制有励磁绕组，所述励磁绕组与功率分析仪相连，从所述铁心内不同位置引出十二根接地线，所述接地线与故障模拟模块相连。本发明的方法是利用本发明平台，测量铁心不同位置多点接地故障下的铁心损耗，探究铁心多点接地对铁心损耗的影响。

摘要： 本发明涉及变压器技术领域，尤其涉及一种立体卷铁心变压器的单框铁心损耗的测量装置及其方法。本发明包括三相交流电源、被测单框铁心和中间变压器，所述中间变压器包括一个或者一个以上的铁心，每个所述铁心均具有铁心柱和单框铁轭；每个铁心还包括三组励磁绕组和一组输出绕组，所述三组励磁绕组分别缠绕在对应铁心的铁心柱上，所述输出绕组缠绕在对应铁心的单框铁轭上，三相交流电源的三个电源接口分别与三组励磁绕组连接，输出绕组与被测单框铁心的单框励磁绕组连接，被测单框铁心上还连有用于测量被测单框铁心损耗的功率表。本发明能够实现立体卷铁心变压器的单框铁心损耗的精确测量。

摘要： 本发明公开了一种卷铁心多点接地故障下铁心损耗试验平台及试验方法，主要包括：计算机、通讯转换控制模块、故障模拟模块、功率分析仪以及变压器。其特征在于：所述变压器的铁心上绕制有励磁绕组，所述励磁绕组与功率分析仪相连，从所述铁心内不同位置引出十二根接地线，所述接地线与故障模拟模块相连。本发明的方法是利用本发明平台，测量铁心不同位置多点接地故障下的铁心损耗，探究铁心多点接地对铁心损耗的影响。

摘要： 一种铁心片间短路故障下的铁心损耗试验系统及方法，属于变压器故障模拟技术领域。本发明的试验系统主要包括：计算机、卷铁心试验平台、智能模拟夹件、调压器和功率分析仪。基于本发明的试验系统能够进行片间短路故障下空载损耗试验研究。本发明与已有模拟技术相比，技术效果为：通过计算机控制即可自动地实现变压器不同短路片数、铁心上不同位置处片间短路故障下的损耗试验，同时实验数据可直接传回计算机，具有智能操作、灵敏度高等特点，能够有效地研究片间短路故障下的损耗变化以及故障机理、故障应对策略等。

摘要： 本发明公开了一种降低试验冲击电流的发电机铁心损耗试验系统及方法，包括供电单元、开关控制单元、电流测量单元、电压测量单元、多功能功率测量单元、励磁线圈单元、测量线圈单元及待测铁心单元；励磁线圈单元及测量线圈单元缠绕于待测铁心单元上，供电单元经开关控制单元与励磁线圈单元相连接，励磁线圈单元经电流测量单元与多功能功率测量单元相连接，测量线圈单元经电压测量单元与多功能功率测量单元相连接，该系统及方法能够在节省试验成本、降低工作量以及缩短试验准备时间的同时，有效降低开关闭合时的冲击电流，大幅提高铁损试验的经济性及安全性。

摘要： 本发明提出一种交直流混合激励条件下变压器铁心损耗测量方法，所述方法包括：S1:在变压器铁心内部放置独立的直流励磁系统，使用所述直流励磁系统，为变压器铁心提供直流偏置磁通；S2:在所述变压器铁心上设置由交流激励线圈和交流测量线圈组成的交流励磁及测量系统；S3:使用设置在所述变压器铁心上的交流励磁及测量系统施加交流激励并测量所述铁心损耗；本发明提出的测量方法，可突破对电源功能及性能限制，方便地实现交直流混合激励方式，并通过传统的铁心损耗测量方法简单方便地实现交直流混合激励条件下变压器损耗的准确测量。