薄片状核心非线性模型的高频伸展

1、薄片状核心非线性模型的高频伸展D.Roger,E.Napieralska-Juszczak and A.HennetonEUniversitedArtois,FSA,Technoparc Futura,Bethune,France摘要：意义这篇文章阐述了一个新的测量方法，它是用于测量磁薄片宽带低电平信号在任何操作点参数特征。设计方法途径高频现象设备是由PWM逆变器提供的有关于有关低电平信号相应的小的滞后环的磁滞回线的瞬时工作点，而主要回线在基本频率继续前进。这些小的滞后环类似于椭圆形，这种特征是由两个参数决定的：增量磁导率（） 和电导率（） 。发现对于小信号的高频领域的组成部分，复合钢板的行为

2、可以由两个基本因素（，）和表面作用来描述。和的值不依赖于1MHz以上的频率，但仅限于操作点。实验限制预测拟议的宽带特性应与Priesach模型相关联，确定了作业点的计算机模拟高频率的现象。现实预测宽带特性的磁性片有益于研究行为绕组的PWM反馈电机。独创性价值宽带测量现在可能用于小磁钢层压样品。关键词：磁测，非线性控制系统，层压板文件类型：技术文件1. 简介对于大多数的电力驱动，电动机电压取决于逆变器，而这往往是基于脉宽调制原则，这些电压有较宽的波谱范围包括驱动汽车的低频工作范围和取决于逆变器开关频率的高频大型光谱线.高频电流的范围受到机器感应系数的限制。第一个近似，这些感应系数可以近似于漏电感

3、。但对于一个更精确的科学研究，应该考虑机器层压磁芯的影响。此外，在线圈中高频电流在发动机附近产生低平磁场。这个磁场包含机器行为和它的电力供应的信息。它可以被看成为磁签。利用外部磁场测量预知维修的应用需要一个良好的理解将外部磁场和产生它的内部物理现象联系起来的机制。由于泄漏电感和杂散电容，绕组共振由于很快变化速率的逆变电压而很强烈，而这逆变电压是高频磁签的一个组成部分(Bonnett,1996)。在绝缘层局部放电的也引起随机高频磁现象(Ozaki et al.,1992)。解决这种非线性问题可以假设高平低频电流对应于机器的磁作业点。在基本频率下，这个作业点在主要磁滞回线上慢慢移动来描述机核。低平

4、谐波电流对应于次要的回线来定义作业点周围。Preisach模型提供了对于主要的回路仿真的一个良好的近似，为了考虑次要回路它已经扩大(Jiles,1992;Henrotte et al.,1992;Della Torre,1999;Mayergoyz,1999;Friedman and Mayergoyz,1999;Kim et al.,2000)。该模型也可用于软磁复合材料(Clenet et al.,2000)。一个简单的模型小磁滞回线，其中认为在薄片结构中的集肤效应是存在的。这种方法对于高频小信号是有效的。它与低频迟滞模型产生宽带非线性类型的层压核心，包括集肤效应相联系。2. 高频磁签要确

5、定外部高频磁场，机器的两个部分必须考虑到：定子铁芯的夹层和定子架。这两部分的磁行为非常不同；本文认为只有层压定子铁芯的高频率行为。对于高频率，磁场和涡流集中每个层片的表面附近。Figure 1显示这些现象的一个高频率电流定子槽.Figure 1（ a ）是一个正面观定子槽.涡流循环如图1（b）所示（二）这是交叉剖面的叠层定子。图1.在定子核心层片结构处的涡形电流如图1所示的在层片结构的长方形基本回路涡流。定子核心外表面可以被看作是一个堆栈了当前层下的定子电流铁心层外部表面。现在的这一层对在机器周围的外部高频电场起到了主要作用 (Roger and Henneton,2003) 。迭片结构的传导

6、率和渗透率(和)的局部值由铁的一个非常小的一部分来定义。这些要素取决于作业点，它们允许以确定电流密度在层描述其厚度。一个在一个较宽的频率范围内测量两个局部变量的方法是几个完全人造的定子迭片。为了执行测量磁钢层压在两个铁氧体轨之间放一个非常小的样本，本文介绍了重大改进前的方法。理论方法也改进了，它利用了排斥原理，这是一般性的和包括影响铁氧体线圈和空气的差距。小的一侧基本涡流循环，形成薄薄的高频率。3. 高频小信号模型的薄片对于高频信号，涡流在层片内是一个主要现象，这个必须要考虑。这个问题在过去几十年中受到了相当的重视。许多论文涉及由于在机器中电工钢片中涡流的存在所引起的铁损失(Del Vecch

7、io,1982;Silva et al.,1996;Mayergoyz,1998;Gyselinck et al.,1999;Sebestyen et al.,2004)。损失还可以计算出任意感应波形(Lavers and Biringer,1976;Rajakovic and Semiyen,1989;Deng and Nehl,1998)和包含较小的磁滞回线的模型(Barbisio et al.,2004)。一些论文用homogenisation方法来处理，制定数值计算，确定各向异性特性能够描述大规模材料相当于层压堆栈(Hahne et al.,1996;Kra¨henbu

8、68;hl et al.,2004;Dular et al.,2004;Biro et al.,2005).。有了这些方法可以计算出在电力机器任何部位的涡流的影响。用于高频率的夹层铁芯电感器的模型在文献中也是可以使用的（Grandi et al.,2004)。它是基于一维电磁场分析并考虑到在层片中涡流的。本文提出了一种能够确定相当于RLC电路的线圈放在磁芯的任何频率的参数的方法。对于高频小信号小回路类似于一个椭圆，如图2所示。作业点（H1， B1 ），定为椭圆的中心，在主要的磁滞回线附近慢慢移动。在H,B平面里它的轨迹取决于考虑点的几何形状和可以认为是用一个非线性的数值方法其中包括Preisa

9、ch模型。集肤效应在低频基本谱线中通常是被忽视的。对于低级高 频率的现象，可以假设作业点是静态的，只考虑小椭圆得到分析调查。 图2在操作点附近的次要的磁滞回线分析处理需要下列简化： 磁薄片之间的绝缘层，假设为完美的，并且假设绝缘层内部的电场的影响忽略不计。 假定磁材料为线性且任何工作点周围的小变化是各向同性的。 假定在铁片层内的位移电流密度在一定的频率下忽略不计。 局部渗透率（）和电导率（）的定义为铁的非常小的一部分， 被认为是在考虑范围内的独立的频率。对在定子铁芯的铁层压内的一个小样本进行了理论研究定子铁芯如图所示1，试样上网截面图如图3所示，铁片层的厚度记为2a。试样层片的尺寸y*z是选择足够小特定磁场在它内部作为统一的低频。选择长方形的参照系因此z轴是磁场的方向。