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EMA電科院楊富堯等工作：非晶合金-取向硅鋼混合磁路鐵心磁場(chǎng)特性研究
發(fā)布日期：2025-03-24 瀏覽次數(shù)：2694
在我國(guó)輸配電系統(tǒng)中，配電網(wǎng)損耗占總電網(wǎng)損耗的3/4以上，其中配電變壓器作為基礎(chǔ)電力設(shè)備，在電網(wǎng)變壓器總數(shù)中占比最大，降低配電變壓器鐵心損耗是降低整個(gè)系統(tǒng)損耗的有效途徑。非晶合金和取向硅鋼是制備變壓器鐵心常用的軟磁材料，但采用單一硅鋼或者非晶制備的鐵心難以兼顧高設(shè)計(jì)磁密、低空載損耗特點(diǎn)。為此，設(shè)計(jì)出綜合非晶和取向硅鋼各自優(yōu)點(diǎn)的混合磁路鐵心，對(duì)提高配電變壓器鐵心飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度以及降低配電變壓器鐵心損耗具有重要意義。
日前，中國(guó)電力科學(xué)研究院楊富堯等人設(shè)計(jì)出以內(nèi)層硅鋼、外層非晶為基礎(chǔ)的混合磁路鐵心結(jié)構(gòu)。通過(guò)揭示混合磁路鐵心磁性能匹配規(guī)律，為混合磁路配電變壓器鐵心研制提供依據(jù)。相關(guān)研究成果以“Research on magnetic field characteristics of amorphous alloy and grain-oriented silicon steel hybrid magnetic circuit iron cor”為題在Electrical Materials and Applications上發(fā)表。研究人員設(shè)計(jì)并研制出一種非晶合金-取向硅鋼混合磁路鐵心，來(lái)探究非晶合金與取向硅鋼不同配比下的磁性能匹配規(guī)律。
根據(jù)非晶合金-取向硅鋼鐵心磁性能對(duì)比特性，建立了非晶合金-取向硅鋼混合磁路鐵心等效雙非線性磁路模型，接著設(shè)計(jì)出以內(nèi)層硅鋼、外層非晶為基礎(chǔ)的混合磁路鐵心結(jié)構(gòu)，采用自研非晶材料制備了不同材料占比的六種混合磁路鐵心模型，對(duì)其進(jìn)行仿真分析，獲得混合磁路鐵心磁密分布，仿真結(jié)果初步驗(yàn)證了取向硅鋼和非晶合金材料占比對(duì)磁密分布結(jié)果會(huì)造成一定的影響。
根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果，利用磁特性測(cè)量平臺(tái)對(duì)制備的六種混合磁路鐵心進(jìn)行測(cè)量，可知在整體鐵心處于低磁密情況下，非晶合金的磁密高于取向硅鋼的磁密；而隨著磁密逐漸增加，超過(guò)某一臨界點(diǎn)后，取向硅鋼的磁密開(kāi)始超過(guò)非晶合金的磁密。所以，為了防止非晶合金出現(xiàn)過(guò)飽和現(xiàn)象，應(yīng)將混合磁路鐵心的工作點(diǎn)設(shè)計(jì)高于臨界點(diǎn)。在平均磁密一定的情形下，對(duì)不同硅鋼占比的磁通密度分布進(jìn)行了分析。
當(dāng)平均磁密超過(guò)0.7T時(shí)，取向硅鋼的磁通密度隨著占比的增大而減小。最后將平均磁密1.2T下的仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，最大平均相對(duì)誤差出現(xiàn)在No5模型的非晶上，僅為7.93%，硅鋼的平均相對(duì)誤差最大僅為3.69%，證明仿真方法的有效性。的確，非晶合金和取向硅鋼混合磁路鐵心在變壓器應(yīng)用是積極嘗試。國(guó)內(nèi)外也有科研工作者和企業(yè)在非晶電機(jī)鐵心制備上也采用非晶合金和無(wú)取向硅鋼融合設(shè)計(jì)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，取得意想不到的效果。當(dāng)前，非晶電機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入快速發(fā)展通道。4月17日將在廣州舉辦的非晶電機(jī)研討會(huì)，全方位介紹非晶電機(jī)產(chǎn)業(yè)最新進(jìn)展和應(yīng)用方向。
日前，中國(guó)電力科學(xué)研究院楊富堯等人設(shè)計(jì)出以內(nèi)層硅鋼、外層非晶為基礎(chǔ)的混合磁路鐵心結(jié)構(gòu)。通過(guò)揭示混合磁路鐵心磁性能匹配規(guī)律，為混合磁路配電變壓器鐵心研制提供依據(jù)。相關(guān)研究成果以“Research on magnetic field characteristics of amorphous alloy and grain-oriented silicon steel hybrid magnetic circuit iron cor”為題在Electrical Materials and Applications上發(fā)表。研究人員設(shè)計(jì)并研制出一種非晶合金-取向硅鋼混合磁路鐵心，來(lái)探究非晶合金與取向硅鋼不同配比下的磁性能匹配規(guī)律。
根據(jù)非晶合金-取向硅鋼鐵心磁性能對(duì)比特性，建立了非晶合金-取向硅鋼混合磁路鐵心等效雙非線性磁路模型，接著設(shè)計(jì)出以內(nèi)層硅鋼、外層非晶為基礎(chǔ)的混合磁路鐵心結(jié)構(gòu)，采用自研非晶材料制備了不同材料占比的六種混合磁路鐵心模型，對(duì)其進(jìn)行仿真分析，獲得混合磁路鐵心磁密分布，仿真結(jié)果初步驗(yàn)證了取向硅鋼和非晶合金材料占比對(duì)磁密分布結(jié)果會(huì)造成一定的影響。
根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果，利用磁特性測(cè)量平臺(tái)對(duì)制備的六種混合磁路鐵心進(jìn)行測(cè)量，可知在整體鐵心處于低磁密情況下，非晶合金的磁密高于取向硅鋼的磁密；而隨著磁密逐漸增加，超過(guò)某一臨界點(diǎn)后，取向硅鋼的磁密開(kāi)始超過(guò)非晶合金的磁密。所以，為了防止非晶合金出現(xiàn)過(guò)飽和現(xiàn)象，應(yīng)將混合磁路鐵心的工作點(diǎn)設(shè)計(jì)高于臨界點(diǎn)。在平均磁密一定的情形下，對(duì)不同硅鋼占比的磁通密度分布進(jìn)行了分析。
當(dāng)平均磁密超過(guò)0.7T時(shí)，取向硅鋼的磁通密度隨著占比的增大而減小。最后將平均磁密1.2T下的仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，最大平均相對(duì)誤差出現(xiàn)在No5模型的非晶上，僅為7.93%，硅鋼的平均相對(duì)誤差最大僅為3.69%，證明仿真方法的有效性。的確，非晶合金和取向硅鋼混合磁路鐵心在變壓器應(yīng)用是積極嘗試。國(guó)內(nèi)外也有科研工作者和企業(yè)在非晶電機(jī)鐵心制備上也采用非晶合金和無(wú)取向硅鋼融合設(shè)計(jì)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，取得意想不到的效果。當(dāng)前，非晶電機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入快速發(fā)展通道。4月17日將在廣州舉辦的非晶電機(jī)研討會(huì)，全方位介紹非晶電機(jī)產(chǎn)業(yè)最新進(jìn)展和應(yīng)用方向。
特別提示：本信息由相關(guān)企業(yè)自行提供，真實(shí)性未證實(shí)，僅供參考。請(qǐng)謹(jǐn)慎采用，風(fēng)險(xiǎn)自負(fù)。
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