高频延伸非线性模型的夹层内核

1、高频延伸非线性模型的夹层内核摘要目的-这篇文章提出一个新的方法，用于测量在任何业务点磁薄片宽带低电平信号定义的参数特征。设计/方法/方法-高频脉宽调制逆变器设备的现象与低信号相应的轻微的滞回线周围的瞬时工作点,这在主回路的基本频率。次级循环被同化成椭圆,这是仅有的两个参数:增量磁导率()和电导率（）。调查结果-对于小信号的高频领域的组成部分，复合钢板的行为可所描述的两个局部参数（,）和集肤效应。和的价值在于不依赖于高达1MHz的频率，但依赖于操作点。研究限制/问题-建议宽带特性应关联Priesach模型，以便确定了作业点的计算机模拟高频率的现象。实际影响-宽带特性的磁性片对于学习绕组的脉冲调制

2、联合器的运行状态是十分有效的。创新/价值-宽带测量现在可能用于小磁钢层压样品。关键词磁测量，非线性控制系统，层压板文件类型技术文件前言对于大多数的电气传动、电机的电压依赖逆变器,经常基于脉冲宽度调制原理。这些电压有宽的光谱含低频率的驱动电机工作元件及高根据大量谱线频率逆变器的开关频率。高当前部件有限频率由机器电感。对于第一个近似值,这些电感可以吸收渗漏电感。但是对于一个更准确的调查、效果机器分层磁芯已到被考虑。另外,高频电流线圈产生低磁性附近的电机。该磁层包含的信息关于机器的行为及其供电。它可以被视为一种磁性签名。利用外部磁场测量预测维护应用需要一个良好的理解联系起来的机制外部磁场的内部的物理

3、现象，这引起了它。绕组共振，由于泄漏电感和杂散电容，很高兴的逆变电压非常快的上升时间是一个组成部分，高频率磁签字（Bonnett,1996）。局部放电在绝缘层的原因还随机高频磁现象（Ozakietal.,1992）。这非线性问题可以得到解决假定高级别低频率目前对应于磁作业点的机器。这一点动作慢慢地，在基本频率，主要描述了磁滞回线机器的核心。低层次的谐波电流符合未成年人左右的循环定义作业点。在Preisach模型提供了一个良好的近似的主要回路仿真，它已经扩大，以审议未成年回路。( Jiles, 1992;Henrotte et al., 1992; Della Torre, 1999; Maye

4、rgoyz, 1999; Friedman and Mayergoyz,1999; Kim et al., 2000).该模型可以用于软磁材料(Cle net et al., 2000).一个简单的模型小磁滞回线，其中认为影响皮肤薄片是。该方法是有效的高频小信号。它与低频迟滞模型产量宽带非线性说明层压核心，包括皮肤的效果。2.高频磁签字要确定外部高频磁场，两个部分的机器必须采取考虑到：定子铁芯的夹层和定子框架。这两部分有非常不同的磁性行为;本文认为只有高频率行为层压定子铁芯。高频率，磁场和涡流集中附近的表面每个层压。图1显示这种现象的一个高频率目前部分在定子槽。图1(a)是正面观的定子槽。涡流

5、洋流循环如图1(b)所示,这是跨部门的叠层定子。涡流片的形式在小学循环矩形所示图1。定子核心外表面可视为所作的堆栈小方的小学涡流循环，形成薄薄的高频率图1涡流定子铁心片当前层下的定子核心外表面。当前层具有重大对外部高频磁场附近的机器（Roger and Henneton,2003）。当地价值的复合导电性和渗透（ 和 ）被定义为一小部分铁。这些参数取决于作业点;它们允许以确定电流密度在层描述上述蚂蚁其厚度。测量方法的两个地方参数（ 和 ）的在较宽的频率范围，是发达国家（Rogeretal.,2003）的若干充分制造定子片。本文介绍了重大改进前的方法为了执行测量一个非常小的样本磁钢层压置于两块铁轭

6、。理论方法也改进的，它使用的概念，复杂的不情愿，这是一般性的和包括影响铁氧体线圈和空气的差距。3。高频小信号模型的薄片高频信号，涡流在片是一个重大的现象这必须加以考虑。这个问题已经收到了相当的重视过去几十年来。许多文件涉及铁造成的损失涡流在电工钢片的机器(Del Vecchio, 1982; Silva et al, 1996; Mayergoyz, 1998; Gyselinck et al.,1999;Sebestyenetal.,2004)。损失还可以计算出任意感应波形（Lavers and Biringer,1976; Rajakovic and Semiyen,1989; Deng

7、and Nehl,1998）和模型，包括未成年人磁滞回线（Barbisioetal.,2004）。一些文件处理homogenisation方法，制定数值计算，确定各向异性特性能够定性虚拟大规模材料相当于层压堆栈（Hahneetal.,1996; Kra¨henbu¨hl et al.,2004;Dularetal.,2004;Biro et al.,2005）。有了这些方法，可以计算出涡流影响的任何部分的电机。夹层模型铁芯电感器的高频率也可以在文学（Grandietal.,2004）。它是基于一维电磁场分析考虑到涡电流的薄片。本文提出了一种方法能够确定参数相当于RLC电路的

8、线圈放在磁芯的任何频率。高频小信号，轻微循环同化以省略号，因为它是如图2所示。作业点（H1，B1），界定为中心的椭圆形，动作缓慢靠近主要的磁滞回线。它的轨迹中的H,B飞机取决于在考虑点的几何形状和才能确定使用非直线pseudostatic数值方法包括Preisach模型。图2操作点周围的次级循环集肤效应通常是被忽视的低频根本谱线。低级高频率的现象，分析调查可以假设作业点是静态的，只考虑小椭圆。分析处理需要下列简化：*.绝缘层之间的磁薄片，假设为完善和的影响，这个电场内保温层，假设为忽略不计。*.磁材料是假定为线性和各向同性的小变化周围的任何工作点。*.位移电流密度在铁片假定微不足道的审议频率。

9、*.当地渗透率（）和电导率（）的定义为一个非常小的一部分，铁,被认为是独立的频率在考虑范围内。理论研究进行了一个小样本的铁层压内定子铁芯的如图1所示。横截面此示例所示图3，厚度的铁片是被命名为2a型。的大小层压样本，作为y by z，是选择足够小审议磁场在它作为统一的低频率。这种长方形的参照系立场选择这样的Z-轴的方向的磁场。高频率，磁场内的铁皮不均质因为皮肤的效果。还有一个相位滞后取决于穿透深度在铁皮。涡流循环被认为非常大沿y轴。根据上述假设，麦克斯韦方程组减少到一个单一的方程只涉及纵向部分领域（HZ），这取决于唯一的X对于时域解的情况,给出了该方程常量K1,K2取决于边界条件，是所传播常数

10、图3分层抽样和矩形的参考框架注意这个传播常数是直接与皮肤的深度,并且可以表示为,这个方案对应的两个阻尼波朝相反的方向。他们的大小取决于以下边界条件强加给每一方的分层抽样H0大小取决于高频电流蜿蜒而上的位置,认为在定子核心。分层抽样边界条件,这些对称的磁性分层任意点的分层抽样里面可以写成在分层抽样流量可以轻易的决定产量的整合：为了获取分层长度z样本长度的磁阻纹理样本，相应的磁通势（mmf）由样本(t)被增加通量来介绍分裂的电量,相应的收益，磁阻的分层抽样这是一个复杂的号码不依赖于频率。从这个表达法,它可能是定义等效宏观渗透率(e)是一种复杂的数字,集肤效应的考虑。这个参数和考虑样本大小(2a b

11、y y by z ),不分层抽样可以写成均衡表达式(9)、(10)产量公式为等效的分离渗透。这个数量是非常有益的，以确定定子铁芯行为在高频率。它可用于在有限元软件的标准网。每个元素网格可以包括几个laminations.With这相当于宏观通透性，集肤效应在薄片是考虑到计算高频现象在汽车。图4显示的变化的实部和虚部箱/米与频率。当地参数（和），得到的测量层压地带标准无取向粮食层压Fe V 600-65 AH，什么是解释在下一节。真正的部分相当于全球磁效应和虚部分损失。可以看出，没有任何重大变化，除非损失800 Hz和磁效应成为近零200 kHz。在中东的部分频谱皮肤效果有重大影响的磁现象和损失

12、。4。单带测量系统和成果4.1测量系统该层压下测试地带类似的标准30mm Epstein地带，但许多短。这一地带是放在两个铁氧体线圈，支持两极分化（Np turns）和测量（Nm turns）线圈所示图5。铁氧体材料是3F3，由烧结软磁材料制成，其相对渗透率约为2,000。饱和磁通密度为0.4T。这种材料可使用高达2MHz的。该装置的大小尽可能小，以工作，小层压样品的长度可降低至50mm的。铁氧体枷锁截面选择取得低通量密度的枷锁。其值为0.12T的1T通量密度为1.5T在层压地带。图4作为函数频率的等效分离渗透图5实验系统一个小型的磁阻传感器（Honeywell HMC 1021S）感应磁场实

13、力接近层压表面。对应于这一领域的切线部分磁场内层压地带。这是衡量宜考虑的影响，小空调空白介绍了接触之间的铁氧体线圈和层压范例。空气隙的大小取决于厚度的绝缘层。磁传感器是用来注册的经营点的H,B飞机在小信号测量与测量线圈。基本上，测量包括获得阻抗测量线圈水平低信号在很宽的频率范围内时，极化线圈强加的稳态工作点。图6显示了整个试验计划。L1是一个标准的铁芯线圈生产的低频率的应用。其阻抗减小强烈频率增加时，由于寄生电容。L2是一个空心电感设计的非常低的寄生电容。这两个线圈串联，以便获得高阻抗极化电路整个频率范围内（100Hz-1MHz）。那个两极分化电路工程就像一个直流电流发生器，没有干扰的交流测量

14、电路。阻抗分析仪的配置来衡量阻力（RS）和电感（LS）的偶极相当于测量线圈串联。图6宽带阻抗测量方案要想取得好的解释测量与这项计划，这是要特征的实验系统图5。校准取得没有任何层压地带。电感两个测量线圈连接在一系列的测试条件下这些被称为“系统漏电感”（）和其值36H。交流阻力曲线与频率的两个测量线圈串联，也需要作进一步的解释。这是所谓的“铜线电阻“。这种阻力的增加而频率是因为皮肤中的作用铜线。4.2稳态工作点稳态运行的一点是确定的磁滞回线与准静态标准测量系统。极化线圈（NP）是美联储的低频率正弦电流。电场强度的直接测量与磁传感器和通量铁氧体线圈是由集成的电压诱导测量线圈。图7显示了实验结果。这磁

15、滞回线，得到的f=5Hz。它可以被看作是静态的，因为没有显着的变化了至f=10Hz。小圈在图7说明营业点用于小信号测量中提出的未来一节。4.3实验结果小信号测量与层压地带如图8的运作点定义见图7。测量前，外地的比例从-760到0 A m-1。图7静态的滞后性图8电感线圈的量测与系列的频率图8显示电感（LS）的两个测量线圈连接一系列的函数的频率。交流电流的测量线圈，实行阻抗分析仪，相当于正弦磁场0.94A m-1RMS。可以看出，测量电感依赖于磁作业点和频率。缩放在高频率表明，所有的曲线靠拢价值大约相当于44个氢在1MHz。此值可相对于测量系统漏电感（升6.336晚上）测量没有任何层压。在1MH

16、z，皮肤的影响是非常强劲，全球影响力层压地带测试非常低。5。测量解释5.1测量系统的等效电路图9给出了等效电路系统。Magnetomotive部队P和m分对应的电流线圈NP和Nm。这两个极化线圈（NP方案轮流）是串联。他们产生同样通量（F）在每一个铁氧体枷锁。RF代表不愿铁氧体枷锁和RA不愿小气隙由于之间的接触线圈和层压地带。泄漏不愿意北京对应到通量管层压地带以外的测试。不愿对有用部分层压地带是指由河铁氧体线圈工作磁通密度低，使RF应该是常数。其他reluctancesRA和R符合通量非磁性材料;他们不取决于磁通密度。所有先前定义的常量reluctances正在实验确定测量前的复合地带。所有先前定义不变的方法确定在之前的纹理测量。RA不由分层地带来决定。RF所获得的测量管连接在一起,相反蜿蜒的方向,以消除分层地带(ux被迫实行这两个轭);。RA获得磁层低频率的纹理，当趋肤效应是微不足道的。实验值为公式 RF/2=55kH-1,RA=10MH-1,RA60kH-1。高频小信号分析模型,可用于测试的地带。样品尺寸的y=30mm(带钢宽度），z=27mm（平均地带的场先长度），2a=0