[發(fā)明專利]電工磁性材料異常損耗測量方法及其裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410468496.5
• 申請日: 2014-09-15
• 公開（公告）號: CN104198966A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李勁松;楊慶新;李永建;張長庚
• 申請（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01R33/12
• 分類號: G01R33/12
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的技術(shù)方案涉及利用搭建的三維測量裝置對電工磁性材料異常損耗進(jìn)行測量，具體地說是電工磁性材料異常損耗測量方法及其裝置。

背景技術(shù)

電工磁性材料廣泛應(yīng)用于電氣工程領(lǐng)域，如電力變壓器、電機(jī)等鐵心部件，是直接影響電工設(shè)備電氣性能的最關(guān)鍵部分。提高電力變壓器、電機(jī)等電工設(shè)備工作性能和運(yùn)行效率并降低能耗的最有效途徑是解決鐵心材料三維磁特性的準(zhǔn)確測量和建模等問題，這也是國際電工領(lǐng)域的前沿和熱點(diǎn)問題。CN201110053126.1公開了一種電工磁性材料旋轉(zhuǎn)磁化特性測量裝置，對測量元件的磁場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度數(shù)據(jù)進(jìn)行測量與分析以獲取所述測試樣片的旋轉(zhuǎn)磁化特性，進(jìn)而可以指導(dǎo)電機(jī)等其它電工設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計。CN200710142784.1為一種電工磁性元件損耗的測量裝置，磁性元件的損耗實(shí)質(zhì)上為電源轉(zhuǎn)換器的輸入電壓與輸入電流的乘積，以通過電源轉(zhuǎn)換器的輸入電壓與輸入電流的乘積得到磁性元件的損耗，測量所需的時間很短，適合用于磁性元件的品質(zhì)管理。上述對電工磁性材料(元件)的特性(損耗)測量，都是通過設(shè)計測量裝置，利用物理關(guān)系等獲得所測量的電工磁性材料(元件)的特性(損耗)，其主要缺點(diǎn)如下：它們只能進(jìn)行單一純量的測量，缺乏通用性，裝置內(nèi)部設(shè)計過于復(fù)雜、繁瑣，加重了操作難度等。

因此，基于準(zhǔn)確、高效的目的，通過建模與計算研究，對電工磁性材料異常損耗進(jìn)行測量成為一個重要的研究課題，具有重要的理論意義與實(shí)際應(yīng)用價值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：在不增加工業(yè)成本及可多種多次精確測量的前提下，通過簡單而又實(shí)用地操作對電工磁性材料異常損耗進(jìn)行測量，以提高電工設(shè)備的工作性能和運(yùn)行效率并降低能耗，并適于實(shí)際的工業(yè)應(yīng)用。

本發(fā)明解決該技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：電工磁性材料異常損耗測量方法及其裝置，涉及基于微觀統(tǒng)計學(xué)原理推導(dǎo)出電工磁性材料異常損耗的計算模型，并設(shè)計測量裝置對各種參數(shù)和系數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)測量，求得其異常損耗。其步驟是：模型中的特性參數(shù)涉及到材料的微觀統(tǒng)計特性，提出了一種通過所設(shè)計的測量裝置經(jīng)由試驗(yàn)獲得此材料參數(shù)的測量方法；在忽略磁化條件的影響時，給出了通過所設(shè)計的測量裝置測量多組不同磁化頻率下的鐵心損耗再經(jīng)過數(shù)學(xué)擬合對電工磁性材料損耗系數(shù)加以確定的具體措施；最后，應(yīng)用交流磁化時鐵心損耗的一般計算公式，獲得包括異常損耗在內(nèi)的各種損耗。

上述電工磁性材料異常損耗測量方法及其裝置，所述的計算模型推導(dǎo)如下：假設(shè)平均磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率為磁化強(qiáng)度的最大值為B_max，磁化頻率為f_m，且有：

B·=4Bmaxfm]]>

對每個磁對象來說，其動態(tài)行為都受H_adf控制，此處：

Hadf∝Φ·]]>

Hadf=Pa/B·]]>

其中，H_adf代表作用在每個磁對象上的異常動態(tài)場，對應(yīng)于每個磁對象的磁通變化率。

在電工磁性材料的截面中，當(dāng)有個磁對象同時作用時，將會是薄片材料整個截面中磁場變化率的(S代表電工磁性材料的截面積)，從而：