检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：李娟沈阳工业大学

学位级别：硕士

电工钢片(或称硅钢片)因具有良好的导磁性能、较低的损耗等优点,被广泛用作各类旋转电机、变压器等电工产品的铁心材料。在电工产品设计阶段需要进行其电磁性能仿真计算,而电工钢片磁特性和损耗特性模拟的准确性直接影响仿真计算结果的... 详细信息

电工钢片(或称硅钢片)因具有良好的导磁性能、较低的损耗等优点,被广泛用作各类旋转电机、变压器等电工产品的铁心材料。在电工产品设计阶段需要进行其电磁性能仿真计算,而电工钢片磁特性和损耗特性模拟的准确性直接影响仿真计算结果的可靠性。变压器在实际的运行过程中,其T型结合部会存在旋转磁场,电工钢片处于旋转磁化的实际工况下,旋转损耗要大于交变损耗,有必要对旋转磁特性进行准确地分析和模拟。目前,受实验条件限制,国内对电工钢片旋转磁特性的模拟还处于起步阶段。借助实验室现有的旋转磁特性测量系统,本文在充分分析电工钢片旋转磁特性测量数据的基础上,提出了变参数的两项式矢量逆jiles-atherton磁滞模型和三项式矢量逆jiles-atherton磁滞模型。利用二维旋转磁特性测量的数据,进行了模型参数的辨识,并与实验测量数据对比,讨论了模型模拟的精确度。最后,将提出的三项式矢量逆jiles-atherton磁滞模型应用到变压器铁心磁场磁特性的有限元计算中。主要研究内容如下:首先,在对比分析现有的几种描述电工钢片磁滞特性的数学模型基础上,考虑到jiles-atherton磁滞模型参数具有物理意义明确、模型参数较少等特点,确定用jiles-atherton模型模拟电工钢片的旋转磁特性。其次,利用实验室现有的测量数据,对电工钢片旋转磁特性进行了分析,提出了变参数的两项式矢量逆jiles-atherton磁滞模型。推导了磁滞模型参数计算公式,基于测量数据进行参数辨识并进行精度验证。结果表明该模型对于接近饱和区域旋转磁特性的模拟精度仍有待提高。再次,为了进一步提高两项式矢量逆jiles-atherton模型精度,引入与磁畴旋转相关的参数,提出三项式矢量逆jiles-atherton磁滞模型。同样地,利用变参数方法进行参数识别,并将模型计算结果与实验数据相对比,验证了模型的改进效果。最后,将三项式矢量逆jiles-atherton磁滞模型应用在变压器铁心磁性能的仿真计算中,给出了有限元计算的方法,分析得到了变压器铁心的磁特性分布。结果表明,提出的矢量逆jiles-atherton磁滞模型可以有效地分析变压器铁心的旋转磁性能。

关键词：旋转损耗变压器铁心 jiles-atherton磁滞模型有限元计算

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基于jiles-atherton模型的四级串联FLTD电路仿真

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现代应用物理 2022年第4期13卷 69-76页

作者：万臻博丁卫东何旭西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安710049

磁芯的动态特性对模拟快脉冲直线变压器驱动源(fast linear transformer driver,FLTD)在异常工况下的输出波形有很大影响,为更贴切地模拟FLTD放电过程中磁芯的磁化过程,建立了耦合jiles-atherton磁滞模型的四级串联FLTD电路模型,根据实... 详细信息

磁芯的动态特性对模拟快脉冲直线变压器驱动源(fast linear transformer driver,FLTD)在异常工况下的输出波形有很大影响,为更贴切地模拟FLTD放电过程中磁芯的磁化过程,建立了耦合jiles-atherton磁滞模型的四级串联FLTD电路模型,根据实测磁滞回线拟合了磁滞模型参数,将FLTD支路自放电的仿真与实验波形对比,验证了模型的有效性。模型所包含的磁滞回线特征很好地改善了仿真中自放电电压波形在第一个峰值之后的变化趋势,同时给出了放电过程中磁芯的励磁状态变化过程,为预测和分析FLTD故障提供了一种更准确的数值模型。

关键词： FLTD驱动源 jiles-atherton磁滞模型电磁暂态仿真非晶磁芯自放电

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考虑磁滞效应的非晶合金-取向硅钢组合铁心双非线性励磁特性研究

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中国电机工程学报 2024年第19期44卷 7877-7888,I0033页

作者：陈昊李琳宋文乐王磊刘洋杨富尧新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206 国网河北省电力有限公司沧州供电分公司河北省沧州市061000 先进输电技术国家重点实验室(国网智能电网研究院有限公司) 北京市昌平区102209

非晶合金-取向硅钢组合铁心可以综合传统纯非晶合金和纯取向硅钢铁心的优势,在配电变压器领域具有广阔的应用前景。对含有2种非线性软磁材料的组合铁心励磁特性进行分析是实现其结构优化设计的前提。首先,建立组合铁心在开路励磁条件下... 详细信息

非晶合金-取向硅钢组合铁心可以综合传统纯非晶合金和纯取向硅钢铁心的优势,在配电变压器领域具有广阔的应用前景。对含有2种非线性软磁材料的组合铁心励磁特性进行分析是实现其结构优化设计的前提。首先,建立组合铁心在开路励磁条件下的等效电路模型,并根据基尔霍夫第二定律列写其回路电压方程;其次,根据组合铁心的结构特点建立其等效双非线性磁路模型,并基于安培环路定律和磁通连续性原理列写其磁路方程;再次,根据导数变换将磁路方程耦合至回路电压方程中的电动势项,并采用jiles-atherton磁滞模型表征非晶合金和取向硅钢的非线性磁化特性,从而建立考虑磁滞效应的组合铁心双非线性电路-磁路耦合模型;最后,基于该耦合模型,求解组合铁心的励磁电流、磁通密度分布和空载损耗,通过与实测结果进行对比,验证所提方法的准确性。

关键词：非晶合金-取向硅钢组合铁心励磁特性双非线性电路-磁路耦合模型磁滞效应 jiles-atherton磁滞模型

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航天服关节力矩的数学模型

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航空学报 2015年第3期36卷 865-871页

作者：张新军李潭秋张万欣李元丰中国航天员科研训练中心人因工程重点实验室北京100094

航天服关节力矩特性的数学表述是预测航天员出舱(EVA)作业强度、评估航天员疲劳度、规划EVA活动路径的重要基础。首先,分析了关节力矩的特性,提出建立数学模型的要求,阐述了jiles-atherton磁滞模型原理,以及磁滞模型与关节力矩特性的相... 详细信息

航天服关节力矩特性的数学表述是预测航天员出舱(EVA)作业强度、评估航天员疲劳度、规划EVA活动路径的重要基础。首先,分析了关节力矩的特性,提出建立数学模型的要求,阐述了jiles-atherton磁滞模型原理,以及磁滞模型与关节力矩特性的相合性。其次,利用模拟退火算法的思想对遗传算法进行了改进,并基于MATLAB软件实现。最终,对EVA航天服腕关节和肩关节力矩进行仿真,得到关节力矩在特定活动角度下的数学模型。仿真结果表明,针对关节力矩迟滞特性所得的关节力矩数学模型,能够更准确地描述关节活动力矩特性,计算所得模型可以更便捷地用于航天服工效学等相关研究领域。

关键词：舱外航天服关节力矩数学模型 jiles-atherton磁滞模型改进的遗传算法

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基于AFSA与PSO混合算法的J-A动态磁滞模型参数辨识及验证

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仪器仪表学报 2020年第1期41卷 26-34页

作者：赵志刚马习纹姬俊安河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室天津300130 河北工业大学河北省电磁场与电器可靠性重点实验室天津300130

jiles-atherton (J-A)磁滞模型静态参数辨识结果直接影响其对变压器铁心磁滞特性的预测效果。针对目前单一智能算法存在的寻优能力差、计算时间长等问题,提出了一种人工鱼群算法与优化惯性权重线性递减粒子群优化算法相结合的混合算法... 详细信息

jiles-atherton (J-A)磁滞模型静态参数辨识结果直接影响其对变压器铁心磁滞特性的预测效果。针对目前单一智能算法存在的寻优能力差、计算时间长等问题,提出了一种人工鱼群算法与优化惯性权重线性递减粒子群优化算法相结合的混合算法。搭建变压器铁心磁性能测试系统,对正弦激励下变压器铁心的磁滞特性和损耗特性进行实验研究。对比分析了所提混合算法与其他单一智能算法对J-A模型的参数辨识速度与精度。结果表明,混合算法辨识结果的均方根误差仅为0.006 9,低于其他单一智能算法的相应结果,证明了该混合算法相较于其他单一智能算法,具有不易陷入局部最优解、收敛速度快、参数辨识精度高等优点。此外,考虑交变磁场下动态损耗分量对变压器铁心磁滞特性的影响,修正现有动态损耗系数求解方法,建立了J-A动态磁滞模型。通过对比动态磁滞回线模型预测结果与实验数据,验证了该方法的正确性与有效性。

关键词： jiles-atherton磁滞模型混合算法变压器铁心磁滞回线

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考虑硅钢片磁致伸缩特性的干式铁芯电抗器铁芯振动分析及优化

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高电压技术 2023年第4期49卷 1486-1494页

作者：袁发庭姬睿氢吕凯刘健犇陈步康唐波湖北省输电线路工程技术研究中心(三峡大学) 宜昌443002 三峡大学电气与新能源学院宜昌443002 电网环境保护国家重点实验室武汉430074

铁芯电抗器振动的主要原因包括铁芯的麦克斯韦力及硅钢片的磁致伸缩效应。为了准确地建立硅钢片磁致伸缩模型,基于jiles-atherton磁滞模型,并根据软磁材料的二次畴转模型理论,建立铁磁材料磁致伸缩模型,采用自适应模拟退火(adaptive sim... 详细信息

铁芯电抗器振动的主要原因包括铁芯的麦克斯韦力及硅钢片的磁致伸缩效应。为了准确地建立硅钢片磁致伸缩模型,基于jiles-atherton磁滞模型,并根据软磁材料的二次畴转模型理论,建立铁磁材料磁致伸缩模型,采用自适应模拟退火(adaptive simulated annealing,ASA)算法提取模型中的多个参数。在确定磁致伸缩模型有效性的基础上,利用多物理场仿真软件构建考虑磁致伸缩模型的干式铁芯电抗器振动计算模型,分析铁芯电抗器铁芯的振动分布特点,结合拉丁超立方抽样实验方法与Kriging模型建立能够准确预测铁芯振动位移的优化模型,在均衡铁芯电抗器电磁及振动特性的情况下使得铁芯上的金属导体用量最小化,获得电抗器铁芯的最佳结构。并对比分析优化前后电抗器模型的特性,优化数据显示,电抗器铁芯部分的金属导体用量相较于优化前降低9.21%,且此时的电感仅改变了0.31%,同时优化后铁芯振动减少18.18%,满足电抗器电磁及振动要求。

关键词： jiles-atherton磁滞模型磁致伸缩模型 Kriging模型自适应模拟退火算法铁芯电抗器优化设计

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基于改进粒子群算法的电流互感器J-A模型参数辨识

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电测与仪表 2021年第5期58卷 70-77页

作者：曹祎王路雷民陈海宾陈习文俞磊曾健友国网上海市电力公司电力科学研究院上海200052 中国电力科学研究院有限公司武汉430074 国家电网华东分部上海200120 中国地质大学艺术与传媒学院武汉430074

在应用jiles-atherton(J-A)磁滞模型对电流互感器的磁滞回线进行分析时,需对J-A磁滞模型中5个关键参数进行精确识辨。针对目前辨识方法存在的计算时间长和寻优能力差等问题,提出了一种改进的粒子群算法对J-A磁滞模型中的关键参数进行辨... 详细信息

在应用jiles-atherton(J-A)磁滞模型对电流互感器的磁滞回线进行分析时,需对J-A磁滞模型中5个关键参数进行精确识辨。针对目前辨识方法存在的计算时间长和寻优能力差等问题,提出了一种改进的粒子群算法对J-A磁滞模型中的关键参数进行辨识。该算法将遗传选择策略引入到粒子群算法中,通过增加粒子群的多样性来提高了算法全局搜索能力,从而提高J-A磁滞模型关键参数辨识的准确度。文中对比分析了所提改进算法(GSS-PSO)与其他智能算法对J-A磁滞模型的关键参数辨识速度与准确度。结果表明,改进的算法得到的磁滞回线与实测磁滞回线的误差最小,且识别效率较高,证明了该算法在J-A磁滞模型参数辨识中的准确性和有效性。

关键词： jiles-atherton磁滞模型改进粒子群算法参数辨识磁滞回线

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超磁致伸缩执行器磁滞模型的参数辨识

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压电与声光 2015年第5期37卷 863-866,872页

作者：唐宏波朱玉川南京航空航天大学机电学院江苏南京210016

准确辨识磁滞模型参数是保证超磁致伸缩执行器位移控制精度的关键,而单一算法难以实现对超磁致非线性模型参数的精确辨识。该文提出了一种新型混合优化策略,即改进的遗传退火算法,并将其应用于对超磁致伸缩执行器位移磁滞模型参数的辨... 详细信息

准确辨识磁滞模型参数是保证超磁致伸缩执行器位移控制精度的关键,而单一算法难以实现对超磁致非线性模型参数的精确辨识。该文提出了一种新型混合优化策略,即改进的遗传退火算法,并将其应用于对超磁致伸缩执行器位移磁滞模型参数的辨识。该算法兼顾了遗传算法和模拟退火算法的优点,同时还引入了机器学习原理,将模拟退火算法作为遗传算法中的种群变异算子,并将模拟退火算法中的抽样过程与遗传算法相结合。此算法不仅充分发挥了遗传算法并行搜索能力强的特点,且增强和改进了遗传算法的进化能力,同时提高了系统的收敛性和收敛速度,避免最优解的丢失。通过仿真和试验研究表明,该算法相对于遗传算法有更高的精度,可有效精确辨识超磁致伸缩执行器磁滞模型的参数。

关键词： jiles-atherton磁滞模型超磁致伸缩执行器遗传算法改进的遗传退火算法参数辨识

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直流偏磁下磁控电抗器铁芯矢量电磁振动特性

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高电压技术 2024年第5期50卷 2270-2281,I0040页

作者：贲彤侯露倩陈龙张平闫荣格三峡大学电气与新能源学院宜昌443002 湖北省微电网工程技术研究中心(三峡大学) 宜昌443002 省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室(河北工业大学) 天津300130

在交直流共同激励的工作方式下,磁控电抗器(magnetically controlled reactor,MCR)受直流偏磁的影响,其电磁特性及振动特性会发生极大的变化。为了精确模拟材料在直流偏磁下的磁化及振动特性,首先基于电工钢片的矢量磁致伸缩逆模型和磁... 详细信息

在交直流共同激励的工作方式下,磁控电抗器(magnetically controlled reactor,MCR)受直流偏磁的影响,其电磁特性及振动特性会发生极大的变化。为了精确模拟材料在直流偏磁下的磁化及振动特性,首先基于电工钢片的矢量磁致伸缩逆模型和磁特性测量曲线,采用速度可控粒子群优化(velocity-controlled particle swarm optimization,VCPSO)算法提取并优化模型参数,对磁控电抗器铁芯电工钢片的磁滞和磁致伸缩特性进行分析,并对比实验和仿真曲线,验证磁化特性仿真的准确性;其次,结合矢量磁致伸缩逆模型与MCR有限元模型,模拟MCR铁芯在不同直流偏磁下的矢量电磁振动特性,并分析MCR铁芯位移波形的谐波分量。最后,搭建MCR振动测试系统,验证模型仿真的准确性。研究结果可为磁控电抗器铁芯振动的相关研究提供参考。

关键词：磁控电抗器直流偏磁磁致伸缩电磁振动 jiles-atherton磁滞模型

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铁心硅钢磁滞与磁致伸缩耦合特性的测量与模拟

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电工电能新技术 2024年第5期43卷 1-9页

作者：刘圳唐伟徐玮宏闫东旭方坤荣徐凯张艳丽中车大连机车车辆有限公司机车开发部辽宁大连116022 沈阳工业大学电气工程学院辽宁沈阳110087

变压器或电机铁心存在大量旋转磁通,旋转磁化下铁心硅钢的磁滞与磁致伸缩效应将增大铁心损耗,加剧铁心振动形变。为了有效模拟铁心硅钢磁滞与磁致伸缩耦合特性,本文在实验测量基础上提出将旋转磁化下硅钢的涡流损耗与异常损耗引入到传统... 详细信息

变压器或电机铁心存在大量旋转磁通,旋转磁化下铁心硅钢的磁滞与磁致伸缩效应将增大铁心损耗,加剧铁心振动形变。为了有效模拟铁心硅钢磁滞与磁致伸缩耦合特性,本文在实验测量基础上提出将旋转磁化下硅钢的涡流损耗与异常损耗引入到传统jiles-atherton磁滞模型能量平衡模型,表征电工钢片的旋转磁滞特性。同时,基于磁致伸缩与磁化强度之间的非线性回环曲线关系,建立旋转磁化下一阶惯性磁致伸缩模型,并将磁滞模型表征的磁化强度映射到磁致伸缩模型中,建立磁滞与磁致伸缩特性的耦合关系。最后通过实验验证了模型的有效性。研究结果表明,提出的耦合模型可以有效地表征电工钢片的旋转磁特性,为高品质电工产品的优化设计提供参考。

关键词：旋转磁化 jiles-atherton磁滞模型磁致伸缩特性耦合模型

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