1、薄片狀核心非線性模型的高頻伸展D.Roger,E.Napieralska-Juszczak and A.HennetonEUniversitedArtois,FSA,Technoparc Futura,Bethune,France摘要：意義這篇文章闡述了一個新的測量方法，它是用于測量磁薄片寬帶低電平信號在任何操作點參數(shù)特征。設(shè)計方法途徑高頻現(xiàn)象設(shè)備是由PWM逆變器提供的有關(guān)于有關(guān)低電平信號相應(yīng)的小的滯后環(huán)的磁滯回線的瞬時工作點，而主要回線在基本頻率繼續(xù)前進(jìn)。這些小的滯后環(huán)類似于橢圓形，這種特征是由兩個參數(shù)決定的：增量磁導(dǎo)率（） 和電導(dǎo)率（） 。發(fā)現(xiàn)對于小信號的高頻領(lǐng)域的組成部分，復(fù)合鋼板的行為

2、可以由兩個基本因素（，）和表面作用來描述。和的值不依賴于1MHz以上的頻率，但僅限于操作點。實驗限制預(yù)測擬議的寬帶特性應(yīng)與Priesach模型相關(guān)聯(lián)，確定了作業(yè)點的計算機(jī)模擬高頻率的現(xiàn)象。現(xiàn)實預(yù)測寬帶特性的磁性片有益于研究行為繞組的PWM反饋電機(jī)。獨創(chuàng)性價值寬帶測量現(xiàn)在可能用于小磁鋼層壓樣品。關(guān)鍵詞：磁測，非線性控制系統(tǒng)，層壓板文件類型：技術(shù)文件1. 簡介對于大多數(shù)的電力驅(qū)動，電動機(jī)電壓取決于逆變器，而這往往是基于脈寬調(diào)制原則，這些電壓有較寬的波譜范圍包括驅(qū)動汽車的低頻工作范圍和取決于逆變器開關(guān)頻率的高頻大型光譜線.高頻電流的范圍受到機(jī)器感應(yīng)系數(shù)的限制。第一個近似，這些感應(yīng)系數(shù)可以近似于漏電感

3、。但對于一個更精確的科學(xué)研究，應(yīng)該考慮機(jī)器層壓磁芯的影響。此外，在線圈中高頻電流在發(fā)動機(jī)附近產(chǎn)生低平磁場。這個磁場包含機(jī)器行為和它的電力供應(yīng)的信息。它可以被看成為磁簽。利用外部磁場測量預(yù)知維修的應(yīng)用需要一個良好的理解將外部磁場和產(chǎn)生它的內(nèi)部物理現(xiàn)象聯(lián)系起來的機(jī)制。由于泄漏電感和雜散電容，繞組共振由于很快變化速率的逆變電壓而很強烈，而這逆變電壓是高頻磁簽的一個組成部分(Bonnett,1996)。在絕緣層局部放電的也引起隨機(jī)高頻磁現(xiàn)象(Ozaki et al.,1992)。解決這種非線性問題可以假設(shè)高平低頻電流對應(yīng)于機(jī)器的磁作業(yè)點。在基本頻率下，這個作業(yè)點在主要磁滯回線上慢慢移動來描述機(jī)核。低平

4、諧波電流對應(yīng)于次要的回線來定義作業(yè)點周圍。Preisach模型提供了對于主要的回路仿真的一個良好的近似，為了考慮次要回路它已經(jīng)擴(kuò)大(Jiles,1992;Henrotte et al.,1992;Della Torre,1999;Mayergoyz,1999;Friedman and Mayergoyz,1999;Kim et al.,2000)。該模型也可用于軟磁復(fù)合材料(Clenet et al.,2000)。一個簡單的模型小磁滯回線，其中認(rèn)為在薄片結(jié)構(gòu)中的集膚效應(yīng)是存在的。這種方法對于高頻小信號是有效的。它與低頻遲滯模型產(chǎn)生寬帶非線性類型的層壓核心，包括集膚效應(yīng)相聯(lián)系。2. 高頻磁簽要確

5、定外部高頻磁場，機(jī)器的兩個部分必須考慮到：定子鐵芯的夾層和定子架。這兩部分的磁行為非常不同；本文認(rèn)為只有層壓定子鐵芯的高頻率行為。對于高頻率，磁場和渦流集中每個層片的表面附近。Figure 1顯示這些現(xiàn)象的一個高頻率電流定子槽.Figure 1（ a ）是一個正面觀定子槽.渦流循環(huán)如圖1（b）所示（二）這是交叉剖面的疊層定子。圖1.在定子核心層片結(jié)構(gòu)處的渦形電流如圖1所示的在層片結(jié)構(gòu)的長方形基本回路渦流。定子核心外表面可以被看作是一個堆棧了當(dāng)前層下的定子電流鐵心層外部表面。現(xiàn)在的這一層對在機(jī)器周圍的外部高頻電場起到了主要作用 (Roger and Henneton,2003) 。迭片結(jié)構(gòu)的傳導(dǎo)

6、率和滲透率(和)的局部值由鐵的一個非常小的一部分來定義。這些要素取決于作業(yè)點，它們允許以確定電流密度在層描述其厚度。一個在一個較寬的頻率范圍內(nèi)測量兩個局部變量的方法是幾個完全人造的定子迭片。為了執(zhí)行測量磁鋼層壓在兩個鐵氧體軌之間放一個非常小的樣本，本文介紹了重大改進(jìn)前的方法。理論方法也改進(jìn)了，它利用了排斥原理，這是一般性的和包括影響鐵氧體線圈和空氣的差距。小的一側(cè)基本渦流循環(huán)，形成薄薄的高頻率。3. 高頻小信號模型的薄片對于高頻信號，渦流在層片內(nèi)是一個主要現(xiàn)象，這個必須要考慮。這個問題在過去幾十年中受到了相當(dāng)?shù)闹匾暋ＴS多論文涉及由于在機(jī)器中電工鋼片中渦流的存在所引起的鐵損失(Del Vecch

7、io,1982;Silva et al.,1996;Mayergoyz,1998;Gyselinck et al.,1999;Sebestyen et al.,2004)。損失還可以計算出任意感應(yīng)波形(Lavers and Biringer,1976;Rajakovic and Semiyen,1989;Deng and Nehl,1998)和包含較小的磁滯回線的模型(Barbisio et al.,2004)。一些論文用homogenisation方法來處理，制定數(shù)值計算，確定各向異性特性能夠描述大規(guī)模材料相當(dāng)于層壓堆棧(Hahne et al.,1996;Kra¨henbu

8、68;hl et al.,2004;Dular et al.,2004;Biro et al.,2005).。有了這些方法可以計算出在電力機(jī)器任何部位的渦流的影響。用于高頻率的夾層鐵芯電感器的模型在文獻(xiàn)中也是可以使用的（Grandi et al.,2004)。它是基于一維電磁場分析并考慮到在層片中渦流的。本文提出了一種能夠確定相當(dāng)于RLC電路的線圈放在磁芯的任何頻率的參數(shù)的方法。對于高頻小信號小回路類似于一個橢圓，如圖2所示。作業(yè)點（H1， B1 ），定為橢圓的中心，在主要的磁滯回線附近慢慢移動。在H,B平面里它的軌跡取決于考慮點的幾何形狀和可以認(rèn)為是用一個非線性的數(shù)值方法其中包括Preisa

9、ch模型。集膚效應(yīng)在低頻基本譜線中通常是被忽視的。對于低級高 頻率的現(xiàn)象，可以假設(shè)作業(yè)點是靜態(tài)的，只考慮小橢圓得到分析調(diào)查。 圖2在操作點附近的次要的磁滯回線分析處理需要下列簡化： 磁薄片之間的絕緣層，假設(shè)為完美的，并且假設(shè)絕緣層內(nèi)部的電場的影響忽略不計。 假定磁材料為線性且任何工作點周圍的小變化是各向同性的。 假定在鐵片層內(nèi)的位移電流密度在一定的頻率下忽略不計。 局部滲透率（）和電導(dǎo)率（）的定義為鐵的非常小的一部分， 被認(rèn)為是在考慮范圍內(nèi)的獨立的頻率。對在定子鐵芯的鐵層壓內(nèi)的一個小樣本進(jìn)行了理論研究定子鐵芯如圖所示1，試樣上網(wǎng)截面圖如圖3所示，鐵片層的厚度記為2a。試樣層片的尺寸y*z是選擇足夠小特定磁場在它內(nèi)部作為統(tǒng)一的低頻。選擇長方形的參照系因此z軸是磁場的方向。