磁滯的簡易標(biāo)量模型

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1、8電子變壓器技術(shù)2001年9月第3期磁滯的簡易標(biāo)量模型摘要對旋轉(zhuǎn)電機(jī)、變壓器和電抗：；f{}進(jìn)行磁場計(jì)算，有時(shí)必須考慮磁滯的非線性特性。如今，單向磁場的許多標(biāo)量磁滯模型是已知的。與使用這些模型一起而來的主要峨題是模型較復(fù)雜，同時(shí)需要大量計(jì)算時(shí)間標(biāo)量磁滯模型的一種新的簡易型式由不同的設(shè)計(jì)方法提出。即計(jì)算出磁場或繪出必需的鐵心的磁特性軌跡。主磁滯回線和子磁滯同線都可以模擬。用磁場強(qiáng)度和用磁通密度人手進(jìn)行計(jì)算是同樣的。模型建立在極限磁滯回線基礎(chǔ)上，同時(shí)測好的磁滯網(wǎng)線可用來辨別鐵磁材料的參數(shù)。主量詞渦流磁滯同線迭片鐵心捐耗模擬1引言允許計(jì)算b／h存在偏差。利用

2、這模型，在識別磁性材料的試驗(yàn)中得到極限磁滯回線。對磁場進(jìn)行計(jì)算的許多要求中，磁滯模型是必需要的。許多不同的磁滯模型都2主要公式是為這個(gè)目的提出的，它們的推廣研究由文獻(xiàn)f6】中的例子介紹。Preisae~模型[91是這假設(shè)鐵磁體之極限磁滯周期是已知些模型中最熟悉的。基于那些模型，磁滯的。該周期也可以在磁性材料試驗(yàn)過程中現(xiàn)象的模擬方法由文獻(xiàn)[5】和[10】中的例子介測得(用1)。作為鐵磁體本征感應(yīng)的磁化周紹。這些方法采用極限磁滯回線。主磁滯期b

3、_bI(h)定義為回線和子磁滯回線計(jì)算的原始模型也是由參考文獻(xiàn)[8]推導(dǎo)得出的。對于數(shù)字模擬，受關(guān)注的磁滯模型在

4、文獻(xiàn)[11】中給出，同式中，b和h是磁通量密度和磁場強(qiáng)度，№時(shí)，對損耗預(yù)測的執(zhí)行結(jié)果在文獻(xiàn)[12]給是真空狀態(tài)下的磁導(dǎo)率。出。然而，所推薦模型的一些特性，造成與在圖2(a)所示的本征感應(yīng)回線b．(h)相實(shí)際應(yīng)用上的不便。許多模型要求磁場強(qiáng)對應(yīng)的極限回線是給定的。度作為輸人數(shù)據(jù)。在許多模擬]I作中，我歸一化的微分本征導(dǎo)磁率斜率函數(shù)D也們知道磁通密度和增加計(jì)算時(shí)間的迭代過是可以用式(2)引出與計(jì)算：程是必需要的。例如，我們以有限元法利用矢量電位公式計(jì)算磁場時(shí)，這些問題就1墮。2Bdh=擊2B·＼、dh?])㈤、會(huì)發(fā)生。因此，一種新的更靈活的模型建立起來了，

5、同時(shí)，從b或h的變化，模型JuhaniTeillnen,"ASimpleScalarMode[forMagneticHy~eresls”．IEEETransactions。nMagnetics．Voi．34N0．4’July1998，p2zoo~22o6(姜德清譯．吳如聰校)美}j2001年9月第3期電子變壓器技術(shù)9式中，B。為本征磁感的飽和值。h=z公式(3)說明當(dāng)磁場強(qiáng)度hFh—m向o。變u化時(shí)，鐵磁材料的磁特性是從一B向B。變化的物理現(xiàn)象。事實(shí)上，充分考慮了＼‘．一一jr尹一H??H的變化范圍，這里的H。是飽和磁場強(qiáng)度。斜率函數(shù)反映磁場強(qiáng)度變化時(shí)

6、．Jh鐵磁體中磁疇壁移動(dòng)的概率分布f．(Barkhausen跳躍)。

7、。己一．呂{翻2fb)／示出了極限磁滯回線的上升部分(p+]、下降部分(p)的斜率函數(shù)。因?yàn)樵谡W(wǎng)I鐵心的撮限磁滯回線(B和分別表示飽負(fù)方向上，磁疇壁的移動(dòng)不同，故斜率函和磁通螢密度和飽和磁場強(qiáng)度，H為矯頑力)數(shù)有不同特性。斜率函數(shù)相對于坐標(biāo)是對稱的，即pl+(h)=ph一(一h)。斜率函數(shù)(公式2)可以用作磁化過程的計(jì)算。例如，我們設(shè)定鐵心中存在強(qiáng)度為h和本征磁感為bi的磁場。另外，我們設(shè)在11，，T；l增大(dh>0)。磁場狀態(tài)(內(nèi)部感應(yīng)b。)在磁場強(qiáng)度h給定的值是在bj。-

8、之范嗣內(nèi)(網(wǎng)一3)。顯然，在丁作點(diǎn)bi=b

9、ht時(shí)．斜率函數(shù)P一一，滿足條件p+=+?！侣黶(b，．．周2本征感應(yīng)鐵心鷓極麒磁滯同糍圓{s是率征感應(yīng)的飽和值撮限磁滯同線之上l升的分支和下降的p分支相對應(yīng)的斜率函數(shù)(b)這個(gè)公式滿足以下積分條件：圖3在增大或減小磁場強(qiáng)度b時(shí)J作點(diǎn)的移動(dòng)電子變壓器技術(shù)2001年9月第3期另一方面，在。T=作點(diǎn)h：一時(shí)，斜率函標(biāo)量磁化過程，包括帶有子回線的磁化過數(shù)p+滿足條ft-p+=O。如果T作點(diǎn)來自h>H程都可以模擬重要的是模是易變的，的區(qū)域，這個(gè)假設(shè)僅基于可以通過該lT作因?yàn)槲覀兛梢岳米兞縝劃變量h進(jìn)行計(jì)點(diǎn)。因?yàn)榇艌?/p>

10、變化逆轉(zhuǎn)，磁疇壁運(yùn)動(dòng)算，相反，從變量h也可以計(jì)算變量b。(Barkhausen跳躍)在外磁場小有變化后即開當(dāng)模具有局部記憶時(shí)，公式(6)代表始反轉(zhuǎn)向文獻(xiàn)【91磁滯模的一種類刪．因?yàn)門作點(diǎn)另外，設(shè)想磁疇壁運(yùn)動(dòng)的總密度正比的移動(dòng)只在兩個(gè)方向七，同時(shí)不直接地考于((h)一b．)／[b一(h)一b．h+(h)]關(guān)系式這個(gè)慮以前磁化過程的經(jīng)歷。當(dāng)必需較精確的設(shè)想建立在磁疇壁移動(dòng)密度(Barkhausen跳模擬時(shí)．這_1』能是限制模被利用的缺點(diǎn)躍密度)正比于可增加磁疇區(qū)域的部分的概所提出模刪之優(yōu)點(diǎn)是它們比較簡單模念上。當(dāng)磁場強(qiáng)度增大時(shí)，磁疇區(qū)域也能僅需要極限磁滯回

11、線的一個(gè)支路作為鐵磁增大．對應(yīng)的_T作點(diǎn)移動(dòng)在圖3中說明：材料的標(biāo)識用。該支路從鐵磁材判試驗(yàn)時(shí)