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(gè)新的方法，用于測(cè)量在任何業(yè)務(wù)點(diǎn)磁薄片寬帶低電平信號(hào)定義的參數(shù)特征。設(shè)計(jì)/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(hào)相應(yīng)的輕微的滯回線周圍的瞬時(shí)工作點(diǎn),這在主回路的基本頻率。次級(jí)循環(huán)被同化成橢圓,這是僅有的兩個(gè)參數(shù):增量磁導(dǎo)率()和電導(dǎo)率（）。調(diào)查結(jié)果-對(duì)于小信號(hào)的高頻領(lǐng)域的組成部分，復(fù)合鋼板的行為可所描述的兩個(gè)局部參數(shù)（,）和集膚效應(yīng)。和的價(jià)值在于不依賴于高達(dá)1MHz的頻率，但依賴于操作點(diǎn)。研究限制/問題-建議寬帶特性應(yīng)關(guān)聯(lián)Priesach模型，以便確定了作業(yè)點(diǎn)的計(jì)算機(jī)模擬高頻率的現(xiàn)象。實(shí)際影響-寬帶特性的磁性片對(duì)于學(xué)習(xí)繞組的脈沖調(diào)制

2、聯(lián)合器的運(yùn)行狀態(tài)是十分有效的。創(chuàng)新/價(jià)值-寬帶測(cè)量現(xiàn)在可能用于小磁鋼層壓樣品。關(guān)鍵詞磁測(cè)量，非線性控制系統(tǒng)，層壓板文件類型技術(shù)文件前言對(duì)于大多數(shù)的電氣傳動(dòng)、電機(jī)的電壓依賴逆變器,經(jīng)常基于脈沖寬度調(diào)制原理。這些電壓有寬的光譜含低頻率的驅(qū)動(dòng)電機(jī)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(dāng)前部件有限頻率由機(jī)器電感。對(duì)于第一個(gè)近似值,這些電感可以吸收滲漏電感。但是對(duì)于一個(gè)更準(zhǔn)確的調(diào)查、效果機(jī)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(jī)。該磁層包含的信息關(guān)于機(jī)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(chǎng)測(cè)量預(yù)測(cè)維護(hù)應(yīng)用需要一個(gè)良好的理解聯(lián)系起來的機(jī)制外部磁場(chǎng)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(shí)間是一個(gè)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(jī)高頻磁現(xiàn)象（Ozakietal.,1992）。這非線性問題可以得到解決假定高級(jí)別低頻率目前對(duì)應(yīng)于磁作業(yè)點(diǎn)的機(jī)器。這一點(diǎn)動(dòng)作慢慢地，在基本頻率，主要描述了磁滯回線機(jī)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(diǎn)。在Preisach模型提供了一個(gè)良好的近似的主要回路仿真，它已經(jīng)擴(kuò)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(gè)簡(jiǎn)單的模型小磁滯回線，其中認(rèn)為影響皮膚薄片是。該方法是有效的高頻小信號(hào)。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(chǎng)，兩個(gè)部分的機(jī)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(rèn)為只有高頻率行為層壓定子鐵芯。高頻率，磁場(chǎng)和渦流集中附近的表面每個(gè)層壓。圖1顯示這種現(xiàn)象的一個(gè)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(xué)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(xué)渦流循環(huán)，形成薄薄的高頻率圖1渦流定子鐵心片當(dāng)前層下的定子核心外表面。當(dāng)前層具有重大對(duì)外部高頻磁場(chǎng)附近的機(jī)器（Roger and Henneton,2003）。當(dāng)?shù)貎r(jià)值的復(fù)合導(dǎo)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(diǎn);它們?cè)试S以確定電流密度在層描述上述螞蟻其厚度。測(cè)量方法的兩個(gè)地方參數(shù)（ 和 ）的在較寬的頻率范圍，是發(fā)達(dá)國家（Rogeretal.,2003）的若干充分制造定子片。本文介紹了重大改進(jìn)前的方法為了執(zhí)行測(cè)量一個(gè)非常小的樣本磁鋼層壓置于兩塊鐵軛

6、。理論方法也改進(jìn)的，它使用的概念，復(fù)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(hào)模型的薄片高頻信號(hào)，渦流在片是一個(gè)重大的現(xiàn)象這必須加以考慮。這個(gè)問題已經(jīng)收到了相當(dāng)?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(jī)器(Del Vecchio, 1982; Silva et al, 1996; Mayergoyz, 1998; Gyselinck et al.,1999;Sebestyenetal.,2004)。損失還可以計(jì)算出任意感應(yīng)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(jì)算，確定各向異性特性能夠定性虛擬大規(guī)模材料相當(dāng)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(jì)算出渦流影響的任何部分的電機(jī)。夾層模型鐵芯電感器的高頻率也可以在文學(xué)（Grandietal.,2004）。它是基于一維電磁場(chǎng)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(dāng)于RLC電路的

8、線圈放在磁芯的任何頻率。高頻小信號(hào)，輕微循環(huán)同化以省略號(hào)，因?yàn)樗侨鐖D2所示。作業(yè)點(diǎn)（H1，B1），界定為中心的橢圓形，動(dòng)作緩慢靠近主要的磁滯回線。它的軌跡中的H,B飛機(jī)取決于在考慮點(diǎn)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(diǎn)周圍的次級(jí)循環(huán)集膚效應(yīng)通常是被忽視的低頻根本譜線。低級(jí)高頻率的現(xiàn)象，分析調(diào)查可以假設(shè)作業(yè)點(diǎn)是靜態(tài)的，只考慮小橢圓。分析處理需要下列簡(jiǎn)化：*.絕緣層之間的磁薄片，假設(shè)為完善和的影響，這個(gè)電場(chǎng)內(nèi)保溫層，假設(shè)為忽略不計(jì)。*.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(diǎn)。*.位移電流密度在鐵片假定微不足道的審議頻率。

9、*.當(dāng)?shù)貪B透率（）和電導(dǎo)率（）的定義為一個(gè)非常小的一部分，鐵,被認(rèn)為是獨(dú)立的頻率在考慮范圍內(nèi)。理論研究進(jìn)行了一個(gè)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(chǎng)在它作為統(tǒng)一的低頻率。這種長(zhǎng)方形的參照系立場(chǎng)選擇這樣的Z-軸的方向的磁場(chǎng)。高頻率，磁場(chǎng)內(nèi)的鐵皮不均質(zhì)因?yàn)槠つw的效果。還有一個(gè)相位滯后取決于穿透深度在鐵皮。渦流循環(huán)被認(rèn)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(gè)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(duì)于時(shí)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(gè)傳播常數(shù)是直接與皮膚的深度,并且可以表示為,這個(gè)方案對(duì)應(yīng)的兩個(gè)阻尼波朝相反的方向。他們的大小取決于以下邊界條件強(qiáng)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(rèn)為在定子核心。分層抽樣邊界條件,這些對(duì)稱的磁性分層任意點(diǎn)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(zhǎng)度z樣本長(zhǎng)度的磁阻紋理樣本，相應(yīng)的磁通勢(shì)（mmf）由樣本(t)被增加通量來介紹分裂的電量,相應(yīng)的收益，磁阻的分層抽樣這是一個(gè)復(fù)雜的號(hào)碼不依賴于頻率。從這個(gè)表達(dá)法,它可能是定義等效宏觀滲透率(e)是一種復(fù)雜的數(shù)字,集膚效應(yīng)的考慮。這個(gè)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(dá)式(9)、(10)產(chǎn)量公式為等效的分離滲透。這個(gè)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(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)。每個(gè)元素網(wǎng)格可以包括幾個(gè)laminations.With這相當(dāng)于宏觀通透性，集膚效應(yīng)在薄片是考慮到計(jì)算高頻現(xiàn)象在汽車。圖4顯示的變化的實(shí)部和虛部箱/米與頻率。當(dāng)?shù)貐?shù)（和），得到的測(cè)量層壓地帶標(biāo)準(zhǔn)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(dāng)于全球磁效應(yīng)和虛部分損失。可以看出，沒有任何重大變化，除非損失800 Hz和磁效應(yīng)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(cè)量系統(tǒng)和成果4.1測(cè)量系統(tǒng)該層壓下測(cè)試地帶類似的標(biāo)準(zhǔn)30mm Epstein地帶，但許多短。這一地帶是放在兩個(gè)鐵氧體線圈，支持兩極分化（Np turns）和測(cè)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(duì)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(dá)2MHz的。該裝置的大小盡可能小，以工作，小層壓樣品的長(zhǎng)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(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一個(gè)小型的磁阻傳感器（Honeywell HMC 1021S）感應(yīng)磁場(chǎng)實(shí)

13、力接近層壓表面。對(duì)應(yīng)于這一領(lǐng)域的切線部分磁場(chǎng)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(cè)的經(jīng)營點(diǎn)的H,B飛機(jī)在小信號(hào)測(cè)量與測(cè)量線圈?；旧?，測(cè)量包括獲得阻抗測(cè)量線圈水平低信號(hào)在很寬的頻率范圍內(nèi)時(shí)，極化線圈強(qiáng)加的穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)。圖6顯示了整個(gè)試驗(yàn)計(jì)劃。L1是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的鐵芯線圈生產(chǎn)的低頻率的應(yīng)用。其阻抗減小強(qiáng)烈頻率增加時(shí)，由于寄生電容。L2是一個(gè)空心電感設(shè)計(jì)的非常低的寄生電容。這兩個(gè)線圈串聯(lián)，以便獲得高阻抗極化電路整個(gè)頻率范圍內(nèi)（100Hz-1MHz）。那個(gè)兩極分化電路工程就像一個(gè)直流電流發(fā)生器，沒有干擾的交流測(cè)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(dāng)于測(cè)量線圈串聯(lián)。圖6寬帶阻抗測(cè)量方案要想取得好的解釋測(cè)量與這項(xiàng)計(jì)劃，這是要特征的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)圖5。校準(zhǔn)取得沒有任何層壓地帶。電感兩個(gè)測(cè)量線圈連接在一系列的測(cè)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(gè)測(cè)量線圈串聯(lián)，也需要作進(jìn)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?yàn)槠つw中的作用銅線。4.2穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的一點(diǎn)是確定的磁滯回線與準(zhǔn)靜態(tài)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量系統(tǒng)。極化線圈（NP）是美聯(lián)儲(chǔ)的低頻率正弦電流。電場(chǎng)強(qiáng)度的直接測(cè)量與磁傳感器和通量鐵氧體線圈是由集成的電壓誘導(dǎo)測(cè)量線圈。圖7顯示了實(shí)驗(yàn)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?yàn)闆]有顯著的變化了至f=10Hz。小圈在圖7說明營業(yè)點(diǎn)用于小信號(hào)測(cè)量中提出的未來一節(jié)。4.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果小信號(hào)測(cè)量與層壓地帶如圖8的運(yùn)作點(diǎn)定義見圖7。測(cè)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(cè)與系列的頻率圖8顯示電感（LS）的兩個(gè)測(cè)量線圈連接一系列的函數(shù)的頻率。交流電流的測(cè)量線圈，實(shí)行阻抗分析儀，相當(dāng)于正弦磁場(chǎng)0.94A m-1RMS?？梢钥闯?，測(cè)量電感依賴于磁作業(yè)點(diǎn)和頻率。縮放在高頻率表明，所有的曲線靠攏價(jià)值大約相當(dāng)于44個(gè)氫在1MHz。此值可相對(duì)于測(cè)量系統(tǒng)漏電感（升6.336晚上）測(cè)量沒有任何層壓。在1MH

16、z，皮膚的影響是非常強(qiáng)勁，全球影響力層壓地帶測(cè)試非常低。5。測(cè)量解釋5.1測(cè)量系統(tǒng)的等效電路圖9給出了等效電路系統(tǒng)。Magnetomotive部隊(duì)P和m分對(duì)應(yīng)的電流線圈NP和Nm。這兩個(gè)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(gè)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(duì)應(yīng)到通量管層壓地帶以外的測(cè)試。不愿對(duì)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(yīng)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(shí)驗(yàn)確定測(cè)量前的復(fù)合地帶。所有先前定義不變的方法確定在之前的紋理測(cè)量。RA不由分層地帶來決定。RF所獲得的測(cè)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(shí)行這兩個(gè)軛);。RA獲得磁層低頻率的紋理，當(dāng)趨膚效應(yīng)是微不足道的。實(shí)驗(yàn)值為公式 RF/2=55kH-1,RA=10MH-1,RA60kH-1。高頻小信號(hào)分析模型,可用于測(cè)試的地帶。樣品尺寸的y=30mm(帶鋼寬度），z=27mm（平均地帶的場(chǎng)先長(zhǎng)度），2a=0