高頻延伸非線性模型的夾層內(nèi)核

1、高頻延伸非線性模型的夾層內(nèi)核摘要目的-這篇文章提出一個新的方法，用于測量在任何業(yè)務點磁薄片寬帶低電平信號定義的參數(shù)特征。設(shè)計/方法/方法-高頻脈寬調(diào)制逆變器設(shè)備的現(xiàn)象與低信號相應的輕微的滯回線周圍的瞬時工作點,這在主回路的基本頻率。次級循環(huán)被同化成橢圓,這是僅有的兩個參數(shù):增量磁導率()和電導率（）。調(diào)查結(jié)果-對于小信號的高頻領(lǐng)域的組成部分，復合鋼板的行為可所描述的兩個局部參數(shù)（,）和集膚效應。和的價值在于不依賴于高達1MHz的頻率，但依賴于操作點。研究限制/問題-建議寬帶特性應關(guān)聯(lián)Priesach模型，以便確定了作業(yè)點的計算機模擬高頻率的現(xiàn)象。實際影響-寬帶特性的磁性片對于學習繞組的脈沖調(diào)制

2、聯(lián)合器的運行狀態(tài)是十分有效的。創(chuàng)新/價值-寬帶測量現(xiàn)在可能用于小磁鋼層壓樣品。關(guān)鍵詞磁測量，非線性控制系統(tǒng)，層壓板文件類型技術(shù)文件前言對于大多數(shù)的電氣傳動、電機的電壓依賴逆變器,經(jīng)?；诿}沖寬度調(diào)制原理。這些電壓有寬的光譜含低頻率的驅(qū)動電機工作元件及高根據(jù)大量譜線頻率逆變器的開關(guān)頻率。高當前部件有限頻率由機器電感。對于第一個近似值,這些電感可以吸收滲漏電感。但是對于一個更準確的調(diào)查、效果機器分層磁芯已到被考慮。另外,高頻電流線圈產(chǎn)生低磁性附近的電機。該磁層包含的信息關(guān)于機器的行為及其供電。它可以被視為一種磁性簽名。利用外部磁場測量預測維護應用需要一個良好的理解聯(lián)系起來的機制外部磁場的內(nèi)部的物理

3、現(xiàn)象，這引起了它。繞組共振，由于泄漏電感和雜散電容，很高興的逆變電壓非常快的上升時間是一個組成部分，高頻率磁簽字（Bonnett,1996）。局部放電在絕緣層的原因還隨機高頻磁現(xiàn)象（Ozakietal.,1992）。這非線性問題可以得到解決假定高級別低頻率目前對應于磁作業(yè)點的機器。這一點動作慢慢地，在基本頻率，主要描述了磁滯回線機器的核心。低層次的諧波電流符合未成年人左右的循環(huán)定義作業(yè)點。在Preisach模型提供了一個良好的近似的主要回路仿真，它已經(jīng)擴大，以審議未成年回路。( Jiles, 1992;Henrotte et al., 1992; Della Torre, 1999; Maye

4、rgoyz, 1999; Friedman and Mayergoyz,1999; Kim et al., 2000).該模型可以用于軟磁材料(Cle net et al., 2000).一個簡單的模型小磁滯回線，其中認為影響皮膚薄片是。該方法是有效的高頻小信號。它與低頻遲滯模型產(chǎn)量寬帶非線性說明層壓核心，包括皮膚的效果。2.高頻磁簽字要確定外部高頻磁場，兩個部分的機器必須采取考慮到：定子鐵芯的夾層和定子框架。這兩部分有非常不同的磁性行為;本文認為只有高頻率行為層壓定子鐵芯。高頻率，磁場和渦流集中附近的表面每個層壓。圖1顯示這種現(xiàn)象的一個高頻率目前部分在定子槽。圖1(a)是正面觀的定子槽。渦流

5、洋流循環(huán)如圖1(b)所示,這是跨部門的疊層定子。渦流片的形式在小學循環(huán)矩形所示圖1。定子核心外表面可視為所作的堆棧小方的小學渦流循環(huán)，形成薄薄的高頻率圖1渦流定子鐵心片當前層下的定子核心外表面。當前層具有重大對外部高頻磁場附近的機器（Roger and Henneton,2003）。當?shù)貎r值的復合導電性和滲透（ 和 ）被定義為一小部分鐵。這些參數(shù)取決于作業(yè)點;它們允許以確定電流密度在層描述上述螞蟻其厚度。測量方法的兩個地方參數(shù)（ 和 ）的在較寬的頻率范圍，是發(fā)達國家（Rogeretal.,2003）的若干充分制造定子片。本文介紹了重大改進前的方法為了執(zhí)行測量一個非常小的樣本磁鋼層壓置于兩塊鐵軛

6、。理論方法也改進的，它使用的概念，復雜的不情愿，這是一般性的和包括影響鐵氧體線圈和空氣的差距。3。高頻小信號模型的薄片高頻信號，渦流在片是一個重大的現(xiàn)象這必須加以考慮。這個問題已經(jīng)收到了相當?shù)闹匾曔^去幾十年來。許多文件涉及鐵造成的損失渦流在電工鋼片的機器(Del Vecchio, 1982; Silva et al, 1996; Mayergoyz, 1998; Gyselinck et al.,1999;Sebestyenetal.,2004)。損失還可以計算出任意感應波形（Lavers and Biringer,1976; Rajakovic and Semiyen,1989; Deng

7、and Nehl,1998）和模型，包括未成年人磁滯回線（Barbisioetal.,2004）。一些文件處理homogenisation方法，制定數(shù)值計算，確定各向異性特性能夠定性虛擬大規(guī)模材料相當于層壓堆棧（Hahneetal.,1996; Kra¨henbu¨hl et al.,2004;Dularetal.,2004;Biro et al.,2005）。有了這些方法，可以計算出渦流影響的任何部分的電機。夾層模型鐵芯電感器的高頻率也可以在文學（Grandietal.,2004）。它是基于一維電磁場分析考慮到渦電流的薄片。本文提出了一種方法能夠確定參數(shù)相當于RLC電路的

8、線圈放在磁芯的任何頻率。高頻小信號，輕微循環(huán)同化以省略號，因為它是如圖2所示。作業(yè)點（H1，B1），界定為中心的橢圓形，動作緩慢靠近主要的磁滯回線。它的軌跡中的H,B飛機取決于在考慮點的幾何形狀和才能確定使用非直線pseudostatic數(shù)值方法包括Preisach模型。圖2操作點周圍的次級循環(huán)集膚效應通常是被忽視的低頻根本譜線。低級高頻率的現(xiàn)象，分析調(diào)查可以假設(shè)作業(yè)點是靜態(tài)的，只考慮小橢圓。分析處理需要下列簡化：*.絕緣層之間的磁薄片，假設(shè)為完善和的影響，這個電場內(nèi)保溫層，假設(shè)為忽略不計。*.磁材料是假定為線性和各向同性的小變化周圍的任何工作點。*.位移電流密度在鐵片假定微不足道的審議頻率。

9、*.當?shù)貪B透率（）和電導率（）的定義為一個非常小的一部分，鐵,被認為是獨立的頻率在考慮范圍內(nèi)。理論研究進行了一個小樣本的鐵層壓內(nèi)定子鐵芯的如圖1所示。橫截面此示例所示圖3，厚度的鐵片是被命名為2a型。的大小層壓樣本，作為y by z，是選擇足夠小審議磁場在它作為統(tǒng)一的低頻率。這種長方形的參照系立場選擇這樣的Z-軸的方向的磁場。高頻率，磁場內(nèi)的鐵皮不均質(zhì)因為皮膚的效果。還有一個相位滯后取決于穿透深度在鐵皮。渦流循環(huán)被認為非常大沿y軸。根據(jù)上述假設(shè)，麥克斯韋方程組減少到一個單一的方程只涉及縱向部分領(lǐng)域（HZ），這取決于唯一的X對于時域解的情況,給出了該方程常量K1,K2取決于邊界條件，是所傳播常數(shù)

10、圖3分層抽樣和矩形的參考框架注意這個傳播常數(shù)是直接與皮膚的深度,并且可以表示為,這個方案對應的兩個阻尼波朝相反的方向。他們的大小取決于以下邊界條件強加給每一方的分層抽樣H0大小取決于高頻電流蜿蜒而上的位置,認為在定子核心。分層抽樣邊界條件,這些對稱的磁性分層任意點的分層抽樣里面可以寫成在分層抽樣流量可以輕易的決定產(chǎn)量的整合：為了獲取分層長度z樣本長度的磁阻紋理樣本，相應的磁通勢（mmf）由樣本(t)被增加通量來介紹分裂的電量,相應的收益，磁阻的分層抽樣這是一個復雜的號碼不依賴于頻率。從這個表達法,它可能是定義等效宏觀滲透率(e)是一種復雜的數(shù)字,集膚效應的考慮。這個參數(shù)和考慮樣本大小(2a b

11、y y by z ),不分層抽樣可以寫成均衡表達式(9)、(10)產(chǎn)量公式為等效的分離滲透。這個數(shù)量是非常有益的，以確定定子鐵芯行為在高頻率。它可用于在有限元軟件的標準網(wǎng)。每個元素網(wǎng)格可以包括幾個laminations.With這相當于宏觀通透性，集膚效應在薄片是考慮到計算高頻現(xiàn)象在汽車。圖4顯示的變化的實部和虛部箱/米與頻率。當?shù)貐?shù)（和），得到的測量層壓地帶標準無取向糧食層壓Fe V 600-65 AH，什么是解釋在下一節(jié)。真正的部分相當于全球磁效應和虛部分損失?？梢钥闯?，沒有任何重大變化，除非損失800 Hz和磁效應成為近零200 kHz。在中東的部分頻譜皮膚效果有重大影響的磁現(xiàn)象和損失

12、。4。單帶測量系統(tǒng)和成果4.1測量系統(tǒng)該層壓下測試地帶類似的標準30mm Epstein地帶，但許多短。這一地帶是放在兩個鐵氧體線圈，支持兩極分化（Np turns）和測量（Nm turns）線圈所示圖5。鐵氧體材料是3F3，由燒結(jié)軟磁材料制成，其相對滲透率約為2,000。飽和磁通密度為0.4T。這種材料可使用高達2MHz的。該裝置的大小盡可能小，以工作，小層壓樣品的長度可降低至50mm的。鐵氧體枷鎖截面選擇取得低通量密度的枷鎖。其值為0.12T的1T通量密度為1.5T在層壓地帶。圖4作為函數(shù)頻率的等效分離滲透圖5實驗系統(tǒng)一個小型的磁阻傳感器（Honeywell HMC 1021S）感應磁場實

13、力接近層壓表面。對應于這一領(lǐng)域的切線部分磁場內(nèi)層壓地帶。這是衡量宜考慮的影響，小空調(diào)空白介紹了接觸之間的鐵氧體線圈和層壓范例?？諝庀兜拇笮∪Q于厚度的絕緣層。磁傳感器是用來注冊的經(jīng)營點的H,B飛機在小信號測量與測量線圈?；旧希瑴y量包括獲得阻抗測量線圈水平低信號在很寬的頻率范圍內(nèi)時，極化線圈強加的穩(wěn)態(tài)工作點。圖6顯示了整個試驗計劃。L1是一個標準的鐵芯線圈生產(chǎn)的低頻率的應用。其阻抗減小強烈頻率增加時，由于寄生電容。L2是一個空心電感設(shè)計的非常低的寄生電容。這兩個線圈串聯(lián)，以便獲得高阻抗極化電路整個頻率范圍內(nèi)（100Hz-1MHz）。那個兩極分化電路工程就像一個直流電流發(fā)生器，沒有干擾的交流測量

14、電路。阻抗分析儀的配置來衡量阻力（RS）和電感（LS）的偶極相當于測量線圈串聯(lián)。圖6寬帶阻抗測量方案要想取得好的解釋測量與這項計劃，這是要特征的實驗系統(tǒng)圖5。校準取得沒有任何層壓地帶。電感兩個測量線圈連接在一系列的測試條件下這些被稱為“系統(tǒng)漏電感”（）和其值36H。交流阻力曲線與頻率的兩個測量線圈串聯(lián)，也需要作進一步的解釋。這是所謂的“銅線電阻“。這種阻力的增加而頻率是因為皮膚中的作用銅線。4.2穩(wěn)態(tài)工作點穩(wěn)態(tài)運行的一點是確定的磁滯回線與準靜態(tài)標準測量系統(tǒng)。極化線圈（NP）是美聯(lián)儲的低頻率正弦電流。電場強度的直接測量與磁傳感器和通量鐵氧體線圈是由集成的電壓誘導測量線圈。圖7顯示了實驗結(jié)果。這磁

15、滯回線，得到的f=5Hz。它可以被看作是靜態(tài)的，因為沒有顯著的變化了至f=10Hz。小圈在圖7說明營業(yè)點用于小信號測量中提出的未來一節(jié)。4.3實驗結(jié)果小信號測量與層壓地帶如圖8的運作點定義見圖7。測量前，外地的比例從-760到0 A m-1。圖7靜態(tài)的滯后性圖8電感線圈的量測與系列的頻率圖8顯示電感（LS）的兩個測量線圈連接一系列的函數(shù)的頻率。交流電流的測量線圈，實行阻抗分析儀，相當于正弦磁場0.94A m-1RMS?？梢钥闯?，測量電感依賴于磁作業(yè)點和頻率?？s放在高頻率表明，所有的曲線靠攏價值大約相當于44個氫在1MHz。此值可相對于測量系統(tǒng)漏電感（升6.336晚上）測量沒有任何層壓。在1MH

16、z，皮膚的影響是非常強勁，全球影響力層壓地帶測試非常低。5。測量解釋5.1測量系統(tǒng)的等效電路圖9給出了等效電路系統(tǒng)。Magnetomotive部隊P和m分對應的電流線圈NP和Nm。這兩個極化線圈（NP方案輪流）是串聯(lián)。他們產(chǎn)生同樣通量（F）在每一個鐵氧體枷鎖。RF代表不愿鐵氧體枷鎖和RA不愿小氣隙由于之間的接觸線圈和層壓地帶。泄漏不愿意北京對應到通量管層壓地帶以外的測試。不愿對有用部分層壓地帶是指由河鐵氧體線圈工作磁通密度低，使RF應該是常數(shù)。其他reluctancesRA和R符合通量非磁性材料;他們不取決于磁通密度。所有先前定義的常量reluctances正在實驗確定測量前的復合地帶。所有先前定義不變的方法確定在之前的紋理測量。RA不由分層地帶來決定。RF所獲得的測量管連接在一起,相反蜿蜒的方向,以消除分層地帶(ux被迫實行這兩個軛);。RA獲得磁層低頻率的紋理，當趨膚效應是微不足道的。實驗值為公式 RF/2=55kH-1,RA=10MH-1,RA60kH-1。高頻小信號分析模型,可用于測試的地帶。樣品尺寸的y=30mm(帶鋼寬度），z=27mm（平均地帶的場先長度），2a=0