电工钢片各向异性磁场有限元分析

电工钢片具有不同程度的各向异性磁特性,而传统磁场数值分析方法未能充分考虑这种特性,针对这一问题提出一种新方法予以解决.利用爱波斯坦方圈法测量与轧制方向成不同角度的硅钢片样片磁特性,根据多方向磁特性建立新的磁阻率模型,并采用Fortran自编程序进行了各向异性磁场的有限元分析.为了验证该方法的正确性,制作了一个三相变压器试验模型,通过对模型计算结果和测量结果的比较,证明了所提新方法的可行性.     

计算电磁学中电工钢片磁特性模型研究的新进展

电工钢片具有复杂的非线性磁特性，是电工产品中应用最广泛的磁性材料.为了降低能耗、实现产品综合性能的优化设计，需要在电机、电器电磁场数值分析中实现对电工钢片磁特性的精确模拟.讨论了计算电磁学中电工钢片磁特性模型研究中的几个主要问题，包括磁性材料各种磁滞模型的基本思想、不同模型的优点和局限性、电工钢片磁特性测量方法的研究进展以及与磁特性模型相对应的电磁场分析方法的研究现状.     

电工钢片磁特性测量中H线圈的定标

电工钢片二、三维磁特性测量研究中,H线圈的定标是电工钢片磁特性精细模拟的关键问题.针对这一问题对定标螺线管进行了磁场仿真,根据仿真结果确定了定标螺线管尺寸,按照定标要求设计了定标实验装置和整个测量系统,并根据测量实验的要求编写了基于LabVIEW软件的测量程序,完成了电工钢片磁特性研究中定标实验的数据采集.根据所采集的测量数据和H线圈的定标实验原理,计算得出了H线圈的定标结果.将理论值和实验值进行对比,通过实验证明了该解决方案是有效的,具有一定的可行性.     

有高温相变的电工钢热轧起浪的有限元分析

针对电工钢自由规程轧制过程起浪问题,开展电工钢不同冷却条件下的连续冷却相变转变温度分析测定和Gleeble热模拟实验,发现电工钢在975~875℃的奥氏体-铁素体两相区,随着轧制温度降低,变形抗力反而减小;电工钢大量同宽自由规程轧制下的工作辊出现严重的不均匀的箱型磨损和明显的热胀,综合辊形变化显著.考虑电工钢两相区变形抗力差异和综合辊形变化,建立电工钢热轧过程轧辊轧件的三维弹塑性耦合有限元模型,仿真分析轧制力、弯辊与窜辊对承载辊缝形状的影响,研究摩擦系数、压下量与轧制速度对带钢宽度方向内应力变化规律的影响,采用Shohet板形判据确定电工钢比例凸度残差变化路径,明确电工钢在"平坦死区"较大的上游机架出现"异常起浪"的生成过程.该方法为电工钢热轧板形的浪形控制提供了依据.     

室温磁制冷机永磁磁场的设计

根据室温磁制冷机用永磁磁场的特点,用磁库仑定律法推导出一套永磁磁路计算公式,该公式可计算各种室温磁制冷机用永磁磁路的磁感应强度(B),计算值与实际测量值符合得较好.采用聚磁技术设计了磁制冷用的大于1.8 T的永磁磁场,并根据往复式和旋转式磁制冷机的特点,设计了室温磁制冷机用的几种永磁磁场.     

弱耦合径向磁力轴承的研究

针对在磁力轴承中各磁极之间的磁路存在磁耦合,影响转子的控制精度,给控制系统的设计带来一定的困难,以及完全消除磁耦合比较困难的问题,利用低频磁场在空气介质中随距离的二次幂衰减的特性,在结构上把各磁极之间的磁路断开,以削弱磁路之间的耦合。研究了两种弱耦合的径向磁力轴承在不同工况下的耦合特性,探讨了耦合机理和结构参数对耦合特性的影响,提出了弱耦合径向磁力轴承的耦合模型以及影响耦合特性的关键结构参数的选择准则。     

极化磁系统中永磁体处理方法的改进

针对沿长度方向充磁的条形永久磁铁内部磁感应强度分布不均匀的特点,通过对极化磁系统中条形永磁体分段,建立了其等效磁路模型。从某桥式极化磁系统永磁体回复线起始点的计算中可以看出,此方法能够较好的模拟实际情况。所得的结论对极化继电器产品设计具有一定的指导作用。     

消除应力退火对半工艺电工钢组织和磁性能的影响

为改善半工艺电工钢产品的磁性能,借助NIM2000E电工钢交流磁性能测量系统,采用方圈测量方法研究消除应力退火工艺对半工艺电工钢磁性能、组织的影响。结果表明：在760~790℃×2 h退火时,组织为粗大均匀的等轴铁素体晶粒,平均晶粒尺寸在200μm左右,铁损P1.5/50小于3.5 W/kg,磁感应强度B50高于1.70 T,对应的磁导率μ1.0高于12.57 mH/m。     

交直流叠加磁化特性的测量及具有直流偏磁磁场的数值分析

研究了交流电压源和直流电源共同激励情况下铁磁材料的磁化现象,提出了测量直流偏磁磁化特性的双爱波斯坦方圈法并开发了测量装置;给出了直流偏磁磁化特性的描述方法;测量了30RG120型电工钢片的直流偏磁磁化特性;提出了相应的直流偏磁磁场的数值计算方法,并进行了验证。     

异极型径向磁轴承的非线性解析模型

针对异极型径向磁轴承(HeRMB)气隙磁密分布和电磁力的计算,建立等效磁路法和气隙磁导函数相结合的非线性解析模型.通过计算磁轴承磁路各部分的集中磁导,建立计及饱和效应的等效磁路.采用考虑齿槽效应和转子偏心的气隙磁导函数计算气隙磁密分布,得到作用在转子上的电磁力,利用有限元验证了该解析模型的计算精度.利用建立的解析模型,研究偏置电流的影响和耦合效应.结果表明,偏置电流的变化对电磁力特性有很明显的影响;当转子无偏心时,X、Y 2个方向相互解耦,当转子有偏心时,2个方向之间会有耦合.