变温条件下钐钴永磁材料损耗特性测量与模拟

来源 :河北工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:purpleplain
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
钐钴永磁材料具有较高的磁能积和可靠的矫顽力,且表现出良好的温度稳定性和化学稳定性,被广泛应用于航空航天、雷达通讯和石油化工等领域。尤其在高温、高真空等特殊环境下,钐钴永磁电机的应用占主导地位。服役工况下永磁材料损耗特性的精确测量与精细模拟是实现永磁电机的高品质设计与材料尽限应用的前提。针对大功率永磁电机中转子永磁体损耗特性受温度和频率影响较大的问题,本文通过检测实验、仿真计算、损耗分离和磁滞模拟等方法对变温条件下钐钴永磁材料的损耗特性和磁滞特性展开研究。自主研制变温条件下永磁体交流损耗测试系统,对钐钴永磁体开展多磁密、宽频率、宽温度范围内的交流损耗测量实验;提出变温条件下钐钴永磁体交流损耗计算模型,结合有限元仿真分别得到温度对永磁体损耗及其损耗构成的影响;基于不同温度下永磁体主磁滞回线及回转曲线的测量,对钐钴永磁体的磁滞特性进行模拟计算。主要研究内容如下:(1)自主研制了变温条件下永磁体交流损耗测试系统,用于测量宽频段变温条件下永磁体交流损耗,并通过实验和有限元仿真验证了主磁路气隙磁场的均匀性和样品受热的均匀性。(2)对钐钴永磁材料在正弦励磁条件下进行大量的宽频率范围变温条件下交流损耗测试实验,分析得出了不同频率下交流损耗受温度影响的变化情况。基于测量数据在Bertotti损耗分离理论的基础上提出变温条件下交流损耗计算公式,定量分析了温度和频率对永磁体涡流损耗和磁滞损耗的影响,对不同频率下交流损耗随温度升高的变化差异进行了解释说明,并通过变温条件下磁滞损耗的测量数据对分析结果进行了进一步分析验证。(3)基于温度变化对永磁体材料特性的影响,建立有限元计算模型,得出了不同频率下钐钴永磁体损耗随温度的变化规律。通过损耗仿真计算与测试实验的对比分析得出:当磁场频率小于200 Hz时,交流损耗中磁滞损耗的占比高于20%,忽略磁滞损耗将导致永磁体损耗仿真值产生较大误差。(4)对不同温度下钐钴永磁材料的主磁滞回线和回转曲线进行测量,并应用于钐钴永磁体磁滞特性的模拟,提出了适用于永磁体的温度依赖型磁滞模型,分析了温度对永磁体磁滞特性的影响。
其他文献
近年来,煤、石油等化石燃料在全球范围内的储量逐年降低,而且大量化石燃料燃烧产生的SO2和CO2会严重地污染大气环境并导致全球变暖问题。所以中国目前大力推崇太阳能光伏阵列并网、电动汽车、燃料电池等清洁能源项目的发展,然而光伏、燃料电池的输出电压等级较低,电动汽车蓄电池的输出电压等级也不能满足电动汽车的负载要求,所以具有高增益、高效率、高功率密度的DC-DC变换器就成为了这些应用场合的重要技术之一。非
学位
为研究近断层长周期地震波对桥台-引桥-刚构连续梁桥结构体系地震响应的影响,以某实际桥梁结构体系为研究对象,充分考虑桥墩塑性铰、桩土相互作用、桥台背土相互作用和碰撞接触等非线性边界条件,采用峰值加速度和卓越频率相近的近断层脉冲型地震波、近断层类谐和地震波、近断层长周期地震波和普通近场地震波各3条分析不同类型地震波对结构体系地震响应的影响。同时,选取不同脉冲周期的近断层脉冲型地震波分析脉冲周期对结构体
期刊
具有两级或多级AC-AC变换器的无线电能传输(Wireless Power Transfer,WPT)系统,含有昂贵的直流侧电容与笨重的低频输入电感,增加了系统的成本与体积。另外,直流侧电解电容的存在会影响系统的寿命与可靠性。因此,具有矩阵变换器的WPT系统(矩阵式WPT系统,Matrix Converter Based Wireless Power Transfer Systems,MCWPT)
学位
随着我国高压直流输电系统的快速发展,各种非线性电力电子器件大量投入电网使用,导致电网遭受严重的谐波污染。电力变压器作为高压直流输电系统中的重要设备,受到谐波干扰时,磁化特性发生改变,出现温升增高、噪声加剧以及损耗增加等现象,进而引起设备局部过热、电气绝缘受损,严重影响系统运行的稳定性、安全性和可靠性。因此,开展谐波激励条件下铁磁材料磁滞及损耗特性的研究,对电磁装置损耗预测、温升分析以及结构优化有着
学位
电动汽车磁耦合谐振式无线电能传输(MCR-WPT)系统以非接触形式将电能从发射端传递到接收端,避免了有线充电方式导线磨损易老化、插头频繁插拔引起漏电等问题,提高了电动汽车充电安全性。目前电动汽车动力电池一般采用恒流恒压的充电模式,但该模式充电时间长、充电效率低;同时,由于MCR-WPT系统强非线性、多变量的复杂特性,传统控制策略在动力电池内阻变化和系统原副线圈偏移时的抗干扰性与动态响应性不足。针对
学位
随着储能技术的快速发展,以锂离子电池为代表的储能电池的应用越来越广泛。在工程应用中,由于单节锂离子电池等单体电压等级比较低,通常将储能单体串联组成一个模块以提升电压等级。由于单体间存在差异,电池串中的某些单体可能存在过充和过放现象,因而储能系统需要配置均衡电路。传统的储能系统由充电器和电压均衡电路组成,二者是相互独立的。本文通过将电压均衡电路集成到充电器中形成均衡充电器,减少了元器件的数量,简化了
学位
经颅磁声电刺激是一种基于磁声耦合效应的新型神经调控手段,具有无创安全、高穿透性、高分辨率等优势。现有研究证实了该方法调节大脑活动的有效性,但其作用机理尚不清楚,且极少涉及认知功能方面。工作记忆是思维、决策、推理等认知功能的基础,本文从动物行为学和神经电生理角度,运用脑电信号分析方法,重点探究磁声耦合作用对工作记忆相关节律活动的影响,对揭示其深层调控机制具有重要意义。本文研究属于电气工程与生命科学、
学位
目前,伴随着全球经济一体化不发的不断加快,而各个国家之间的竞争激烈程度也在日益加强。而且在这个过程当中,不同国家的制造业水平将会对每个国家在国际的分工与国际竞争中的地位也存在着非常重要的影响,并且还将在一定程度上决定着一个国家的经济地位。对于数控加工技术来说,它是整个制造业当中的最为关键的组成部分,其中刀具的轨迹规划就是复杂曲面数控加工的主要研究内容,因此本文对刀具干涉的类型及处理策略进行研究探讨
期刊
随着盾构隧道技术的发展,对接缝密封垫长期防水能力的可靠性要求不断提高。为探索温度作用对盾构隧道管片接缝三元乙丙橡胶(EPDM)密封垫力学性能的影响规律,研究盾构隧道管片接缝EPDM密封垫的长期力学性能,开展受压状态EPDM密封垫100℃以上高温老化试验,对高温老化后的密封垫进行力学性能试验与微观试验。研究发现:受压状态下高温老化后的密封垫,其接触应力显著降低,截面孔洞变小,最大的不可恢复变形量超过
期刊
开关磁阻电机的双凸极结构和开关控制方式使其功率密度较低,且转矩脉动明显。采用多相系统可提高开关磁阻电机功率密度,降低电机转矩脉动,但功率器件开关频率和损耗也随之提升,影响电机高速运行性能。采用少相系统更适合开关磁阻电机高速运行,但其低速效率较低,转矩脉动较大。针对上述单一运行方式难以同时满足电机低速和中高速运行需求的问题,本文研究了一种通过绕组结构切换兼顾六相和三相运行优点的12/10极开关磁阻电
学位