磁心
- 无线充电系统旋转式电磁耦合器损耗计算及热点温度研究
耦合器线圈绕组及磁心损耗、研究正常模态下电磁耦合器温升分布，对AUV的散热设计及提高WPT系统的可靠性至关重要。图2 AUV对接系统示意图为减小高频环境下电磁耦合器的磁心损耗，WPT系统通常采用磁滞回线狭长、磁导率较高的软磁材料，同时利用多股绞合Litz线绕制线圈绕组来降低由趋肤效应引起的涡流损耗[10-11]。将线圈绕组简化为整块体积相同的导体是目前常用的建模方法，该方法能极大降低建模难度、缩短计算时间，但在高频电磁场中的计算精度往往难以保证。文献[12
电工技术学报 2024年7期2024-04-09
- 考虑PWM波形特征的纳米晶磁心损耗模型的研究及验证
波形特征的纳米晶磁心损耗模型的研究及验证赵志刚1,2贾慧杰1,2刘朝阳1,2赵安琪1,2高鹏旭1,2（1. 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 300401 2. 河北省电磁场与电器可靠性重点实验室（河北工业大学） 天津 300401）磁心损耗精确预测对于电力电子变压器的优化设计至关重要。然而，传统的磁心损耗模型在复杂激励下适用性较差，尤其对于占空比可调、高次谐波含量丰富的PWM波磁心损耗预测，计算精度显著下降。基于Jord
电工技术学报 2024年6期2024-03-27
- 综合考虑材料热各向异性与多种传热方式的磁性元件热阻网络精准模型
EI、UU等典型磁心构成的磁性元件的热阻网络建模方法。磁性元件 材料热各向异性 多种传热方式 实际损耗分布 集总参数热阻网络0 引言磁性元件在隔离电力电子变换器中扮演着重要的角色[1]，变换器在电动汽车及用户储能领域的蓬勃发展正在催生本行业对器件小型化的需求。同时我国电力电子技术在广泛场景的深度应用对器件性能指标与可靠性提出了严苛要求，特别是近年来，纳米晶铁氧体等磁性材料的使用及以SiC和GaN为代表的第三代宽禁带半导体技术的成熟使用使得电力电子变换器的高
电工技术学报 2024年6期2024-03-27
- 基于磁心与线圈参数优化的非侵入式磁场取能系统功率密度提升方法
环宇 闫一骅基于磁心与线圈参数优化的非侵入式磁场取能系统功率密度提升方法李 勇 罗海军 杨环宇 闫一骅（西南交通大学国家轨道交通电气化与自动化工程技术研究中心 成都 610031）非侵入式磁场取能系统具有结构简单、供电稳定等优点，是解决变电站母排环境中状态监测传感器电池供电寿命有限的有效手段，但因功率密度较低制约了其应用。对于非侵入式磁场取能系统，磁心与线圈参数对其功率密度的影响非常显著。然而，现有方法对磁心与线圈参数的分析相对独立，优化磁心时仅以互感为指
电工技术学报 2024年2期2024-02-05
- 适用于宽增益范围的可重构单级DC-DC变换器及其磁元件设计
代替传统采用分立磁心实现的平面矩阵变压器，并对比展示了所提出磁集成结构在变压器总损耗与功率密度上的优势，同时还给出了所提出磁集成结构变压器的损耗计算模型及其优化设计的方法。最后针对宽增益场景设计了输入电压为200～400V，额定功率500W的样机，验证了拓扑以及磁结构的有效性和正确性。宽增益范围 开关电容 LLC变换器 磁集成设计 损耗优化0 引言近年来，随着新能源储能系统、通信基站、服务器电源以及电动汽车充电等领域的快速发展，相应系统对DC-DC变换器提
电工技术学报 2023年6期2023-03-30
- 耦合电感倍压解耦磁集成高电压增益变换器
通密度增量；e为磁心的截面积。如果变换器输入电感1处于断续状态，无论m工作于连续还是断续状态，电容2和3的电压应力都会升高，二极管和开关管的电压应力也会升高。因此，对输入电感的设计，要使其工作在连续状态，输入电感的最小输入电流为输入的动态电流为令输入电感电流I1为零，由式（15）、式（21）、式（22）得利用式（5）推导出1工作在临界模式下的电感值为输入电感绕组的最小匝数为式中，V1为耦合电感一次电压；T1on为电压作用于电感1的时间。3.4 变换器效率根
电工技术学报 2023年6期2023-03-30
- 非正弦激励下纳米晶材料高频磁心损耗的计算方法改进与验证
下纳米晶材料高频磁心损耗的计算方法改进与验证刘 欢 李永建 张长庚 穆生辉 金楚皓（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）软磁材料广泛应用于各种电气设备的铁心，磁心损耗的精确计算关系着电气设备的效率。尤其是高频非正弦激励条件下磁心损耗的精确计算，是逆变器、电力电子变压器和高频电抗器等电力电子装置的优化设计的重要组成部分。该文首先总结了几种非正弦激励下的磁心损耗的计算方法，对比几种改进的Steinmetz经验公式，分析
电工技术学报 2023年5期2023-03-11
- 非闭合式磁心感应取能供电模块功率输出研究
载流量小时，CT磁心线圈取电功率低，存在取能死区，当载流量大时，CT磁心饱和，导致磁心发热和取电效率下降，也对后级电路产生影响。为了保护取电装置，有学者提出了开合式CT，在闭合的磁心上加入气隙，可以降低磁导率。虽然解决了磁心饱和产生的不利影响，但其环式磁心需要根据相应电缆尺寸设计，而且不能适用于不同电压等级的电缆，降低了取电装置的普适性和无法快速安装的功能。针对上述问题，非闭合式磁心感应取电模块被设计出来，常见的非闭合磁心有工字型、圆柱型、方柱型、X型等[
电工电能新技术 2023年2期2023-03-05
- 一种基于磁通控制的电磁感应式磁场能量收集器功率提升方法
强度的增大会导致磁心的磁通密度达到最大值，磁心深度饱和会造成功率损失并威胁收集器的安全。针对这一问题，该文提出一种基于磁通控制的电磁感应式磁场能量收集器功率提升方法，在电路中增加了可控电容组件，通过控制电容组件的串并联来控制磁心电压，进而控制磁心磁通量，从而缓解了磁心饱和并显著提高了能量收集功率。实验结果表明，所提方法可以在频率为50Hz、有效值为4A的一次电流下显著提升收集功率，在该文研究的不同恒压负载下提升幅度达36.8%～153.2%。磁场能量收集
电工技术学报 2023年1期2023-01-30
- 无线电能传输磁耦合系统Litz线圈交流电阻精确评估方法
电参数，同时通过磁心损耗计算（或有限元仿真）的方式提取测量激励信号下磁心附加损耗电阻，实现绕组交流电阻和磁心附加损耗电阻的分离。该方法不仅适用于WPT磁耦合系统，同时也适用于气隙电感绕组交流电阻的评估。基于三维气隙电感的绕组交流电阻有限元仿真结果与该文方法的评估结果误差小于5%，验证了该文方法的有效性和可行性。最后，搭建一台2kW的WPT系统样机，通过差值功率验证了所评估的Litz线圈交流电阻的正确性。无线电能传输 Litz线圈 绕组交流电阻 磁心附加损耗
电工技术学报 2022年24期2023-01-10
- 基于交错并联Boost变换器的耦合电感综合建模与多目标优化方法
率、耦合系数以及磁心截面积）为设计变量，建立电感体积和变换器效率的综合模型。以综合模型为基础，通过设计变量的迭代运算，获得效率和电感体积的Pareto前沿，从而为耦合电感的多目标优化提供理论依据。最后，对比制作基于耦合与非耦合电感的20kW实验样机。结果表明，基于耦合电感的实验样机最高效率为98.43%，较非耦合电感提高了0.21%，且耦合以后电感体积下降了32%。交错并联Boost变换器 耦合电感 综合建模 多目标优化0 引言燃料电池电动汽车具有环境友好
电工技术学报 2022年24期2023-01-10
- 一种结构对称型电磁集成电磁干扰滤波器分析与设计
推演出基于UU型磁心的L/N对称型EMI滤波器全集成结构，并采用合理的端口配置方式实现CM和DM滤波元件功能解耦，从而简化CM和DM集总等效电路，进而简化其参数分析、整定和设计。以一台输出功率为500W的SiC-MOSFET高频电压源逆变器为实验平台，在利用Maxwell软件进行合理性验证的前提下，分别设计分立型、磁集成型和电磁集成型EMI滤波器样机并进行对比实验，验证了所提方案的可行性和有效性。实验结果表明，在CM和DM插入损耗设计目标相同的情况下，所提
电工技术学报 2022年22期2022-12-03
- 电动汽车DC-DC变换器传导电压法仿真研究
要版图设计文件、磁心器件规格书、器件数据手册和壳体三维模型就可以预测和评估变换器传导发射的电磁兼容性能，因此特别适用于DC-DC变换器开发前期；同时也适用于此类问题的整改过程，只需要在仿真电路中进行调整输出端滤波电容值、添加磁环等改进，就可以快捷而准确地评估改进前后的差异，为DC-DC变换器传导干扰问题的定位和改善提供有力支撑。DC-DC变换器；传导发射；仿真；传输参数0 引言现代汽车逐渐向电动化、智能化、网联化的方向发展，作为电动汽车低压电气设备的“公共
电气技术 2022年11期2022-11-23
- 交错并联临界导通模式Buck电感高密度集成与优化
分的新型集成电感磁心结构，分析集成磁心对电感耦合特性及电路工作特性的影响。以限定高度下电感的占地面积和损耗为优化目标，给出新型电感结构参数优化设计方法。最后研制一台高度仅为7mm，功率密度约800W/in3，最高效率为99%的实验样机，实验结果表明了所提方案的有效性。降压变换器 平面耦合电感 磁集成 宽输入电压0 引言随着新能源发电、电动汽车、航空航天、绿色数据中心等产业的快速发展，高效率、高功率密度、轻量小型化日益成为直流电源模块的共性需求[1-2]。高
电工技术学报 2022年18期2022-09-26
- 一种耦合电感增压直流变换器及其磁集成研究*
结构上集中在一个磁心上，从而达到减少元件数量，减小变换器体积和重量，提高变换器功率密度的目的[13-14]。本文提出一种新型4-U型磁心结构，与传统的E-E型磁心结构相比，磁通密度分布效果更好，同时集成磁件体积大大 减小。2 变换器工作原理分析2.1 拓扑结构提出的CLC耦合电感增压的Sepic变换器拓扑如图1a所示，其中CLC耦合电感倍压单元是由耦合电感的副边与电容C3、C4和二极管D2、D3构成。对耦合电感进行等效变换后的等效电路如图1b 所示。图1
电气工程学报 2022年2期2022-08-06
- 具有小耦合电容的高隔离电压多输出驱动电源研究
极驱动器需要两个磁心，也不利于多路输出。利用分离线圈的无线功率传输技术[11,12]也成为一种新颖的驱动电源方案，但是这种方式对空间电磁环境要求比较高，需要足够的隔离与屏蔽空间。使用光纤技术能以较小的尺寸达到很好的隔离效果[13]，但其传输功率有限，且使用光纤提高了成本。相比之下，采用单级磁环的电流变压器实现高隔离的方式更适合多路输出的驱动电源[14,15]。文献[14]的实验测试获得了较小的耦合电容，然而开关频率只有50 kHz，也没有说明变压器设计的方
电工电能新技术 2022年6期2022-07-01
- 无线电能传输磁耦合机构磁心解析模型与设计方法
能传输磁耦合机构磁心解析模型与设计方法陈雨晨 陈凯楠 郑树轩 赵争鸣（清华大学电机工程与应用电子技术系，北京 100084）本文研究含平板型磁心的磁耦合机构磁心厚度对电感的影响，建立磁心厚度对电感影响的解析模型。基于作者团队在前期研究中的等效磁路划分与磁阻计算，本文给出磁心磁阻的计算公式，对比之前不考虑磁心磁阻的磁路模型，给出新的考虑磁心磁阻的磁路，得到磁心厚度对电感的解析模型。结合线圈电流计算磁心临界饱和的厚度，给出磁心厚度设计下限。有限元仿真研究表明，
电气技术 2022年6期2022-06-27
- 双管正激变换器多种导磁材料电磁集成*
绕在中间两个U型磁心上，外层两个U型磁心未缠绕任何绕组，可以提供足够大的漏感来实现LLC的谐振电感参数，但磁心的利用率相对低下，对其他拓扑的应用效果较差。文献[4]提出了一种并联buck功率脉动缓冲器的优化设计方法，对改善功率密度有较好的适应性。文献[5-8]对电磁集成的方法和应用做了分析，通过电磁集成可以进一步缩小无源元件体积，提高样机功率密度，但尚未对其他隔离型拓扑进行相关应用研究。文献[9]提出了一种基于棱边元与节点元耦合的计算变压器铁心损耗的E-Ψ
电气工程学报 2022年1期2022-05-20
- 移动式WPT系统双D形耦合机构磁心设计
主要通过对线圈和磁心两个方面的设计来优化耦合机构。新西兰奥克兰大学的团队提出了两类基本的平面线圈：圆形和双D形(Double D)[4,5]，其中双D形耦合线圈能够大大提高系统的耦合系数，从而得到广泛的关注；文献[6]分析了汽车底盘中由于涡流造成的能量损耗，并提出一系列的改进型磁片结构来减小涡流损耗，但只针对于矩形线圈模型进行了分析；文献[7]对双D线圈和单极线圈的磁心形状和数量进行了优化；文献[8]针对圆形线圈，提出并优化了4 种屏蔽层的结构和尺寸；文献
电工电能新技术 2022年3期2022-04-01
- CLTLC多谐振变换器的磁集成方法
可集成到EIE型磁心结构中。为实现变压器励磁电感和漏感的解耦控制，利用矩阵变压器思想和绕组不均匀分布设计，在磁心的中柱引入一定气隙，可得到一种新型E型磁心结构。另外，基于该结构，建立变压器的磁阻模型，从数学角度对所提磁集成方案进行论证。同时，给出最终的磁集成设计方案。最后，建立一台额定功率为1kW的CLTLC多谐振变换器样机，并进行了相关实验。实验结果验证了所提磁集成设计方案的可行性和有效性，变换器的最大效率可达96.45%。PCB绕组 平面变压器 不均匀
电工技术学报 2022年2期2022-01-26
- 燃料电池用交错并联型Boost变换器参数综合设计方法
纹波DI以及电感磁心半径为自变量，进行损耗建模和无源器件体积建模。以变换器损耗小于设定值为约束条件，以无源元件体积和最小为目标，优选最佳参数。在此基础上，进行电容取值和电感设计，进而实现兼顾效率和功率密度的设计目标。最后，通过仿真及搭建40kW实验样机，验证了理论分析的正确性和参数设计方法的可行性。燃料电池 交错并联 Boost变换器 参数设计和优化0 引言随着化石燃料短缺和环境问题的日益严重，燃料电池电动汽车（Fuel Cell Electrical V
电工技术学报 2022年2期2022-01-26
- 基于低高度平面电感的GaN-Si混合型图腾柱无桥功率因数校正器
解，给出高频电感磁心和绕组损耗分析模型，并据此对电感结构尺寸进行优化设计。最后制作一台开关频率为200～700kHz、400W的实验样机，验证了所提出的解决方案的可行性和有效性。图腾柱无桥功率因数校正器 氮化镓 平面电感 优化设计0 引言功率因数校正器（Power Factor Corrector, PFC）是实现交流网侧高功率因数、低谐波电流的关键，被广泛应用于电源适配器、LED驱动、服务器电源等各类AC-DC电源系统中[1-5]。消费类电子的快速发展，
电工技术学报 2021年20期2021-10-30
- 应用于功率变换器的多绕组高频变压器模型
何形状，且将表征磁心损耗的电阻只是简单地并联到最靠近磁心的绕组的励磁支路上[10]。对偶模型源于电路和磁路之间的对偶关系，其本质是将回路磁通方程转换为节点电压方程，亦即实现了磁路到电路的转换[11-12]。对偶模型的拓扑较复杂，电路参数数量多，很难根据端口测量结果确定电路参数值，特别是对于包含大量磁化电感分支的多绕组变压器。因此，本文考虑利用数值方法确定电路参数。无论是端口模型（可以通过端口测量结果反推其参数的模型，例如星形电路和BCTRAN），还是对偶模
电工技术学报 2021年19期2021-10-24
- 环形空心电感的设计与优化
工作往往聚焦于带磁心的电感， 对于空心电感的优化设计研究却极少.文献[9]对比了不同频率下空心电感与带磁心电感的感值、 损耗和品质因数. 相比于带磁心的传统电感， 环形空心电感需要绕制更多的匝数来达到相应的感值， 这将带来更大的绕组损耗. 因此在低频条件下， 带磁心电感比空心电感具有更低的总损耗. 而当频率达到兆赫兹级别时， 由于空心电感没有磁心损耗而拥有更高的品质因数和更低的总损耗， 故空心电感更适用于高频应用场合. 然而， 由于空心电感环心不具备高磁导
福州大学学报（自然科学版） 2021年2期2021-04-23
- 正弦与非正弦激励下高频变压器磁心损耗计算与验证
提升，高频变压器磁心的损耗相应增高，导致磁心内部温度增高，降低了高频变压器的使用寿命以及系统的稳定性，因此研究高频变压器的磁心损耗具有重要意义[3-5]。目前，磁心损耗主要计算方法分为两类，一类为磁滞模型法，另一类为损耗数学模型法。磁滞模型虽然具有明确的物理含义且精度较高，但模型过于复杂，参数提取困难，耗费时间较长，所以一般在工程实践中常采用损耗数学模型法来进行计算[6]。文献[7]将损耗分离模型由三项式变为两项式，在此基础上将激励电压傅里叶分解成多次谐波
电工电能新技术 2021年2期2021-03-10
- 交错并联双向CLLC型谐振变换器中U+U型磁集成变压器的设计
是基于传统EE型磁心而设计的[14]。磁集成技术可使变换器中多个磁元件集成到一个磁心中，从而减少磁元件数量，降低体积和质量，而且通过合理设计，可以减少或消除磁元件交流磁通，从而提高效率和功率密度。本文提出一种变压器磁集成结构——U+U型磁集成变压器，通过和传统EE型磁集成变压器结构进行对比，建立磁位差模型，分析两者磁通密度分布情况和磁位差的区别得出，U+U型磁集成变压器结构比EE型磁集成变压器结构的磁通密度分布更均匀、磁位差更小，由扩散磁通造成的涡流损耗更
电工技术学报 2021年2期2021-02-01
- 基于dsPIC30F4011的CO2气保焊机设计
是重点和难点，从磁心材料选择、磁心型号选择以及线圈绕组设计三个方面进行了全方位的分析与设计。控制电路选用dsPIC30F4011作为主控芯片，实时监控焊机的工作状态。根据DSC硬件电路进行了相应的软件程序设计，软件程序采用模块化设计，包括波控软件设计、程控软件设计以及送丝软件设计，最终实现焊接飞溅小、精确时序控制以及等速送丝等目标。关键词：CO2气保焊机;移相全桥软开关;dsPIC30F4011;数字化送丝机中图分类号：TG434.5 文献标志码：A
电焊机 2020年10期2020-09-10
- 移动式无线供电系统电磁耦合机构研究
的总磁阻;Rc为磁心磁阻;Rσ为气隙磁阻。根据基本定义有,磁心磁阻Rc=Lc/μcSc,气隙磁阻Rσ=Lσ/μ0Sσ。其中,Lc、Lσ分别为效磁心长度和气隙长度;Sc、Sσ为磁心截面积和气隙截面积;μc为磁心磁导率;μ0为真空磁导率,通常认为μ0《μc。Rσ+Rc的值决定了耦合变压器的耦合程度,当Rσ+Rc《Rσ1时,此时磁通大部分都能匝链副边漏磁较少,由式(7)得出此时耦合系数接近1。当耦合机构的原边与副边之间距离较远时,此时总磁路磁阻Rm与漏磁阻Rσ1
河北电力技术 2020年3期2020-07-25
- 叠积式油浸铁芯串联电抗器电抗值偏差及控制措施探讨
时，磁通被限制在磁心内部，一个具有足够多匝数的小电流线圈就很容易使磁心饱和。有气隙时，由于气隙的磁阻远大于磁心磁阻，此时气隙中的磁场强度比磁心内部的磁场强度大的多，同时能量大部分被存储在气隙中。因而提高了系统的储能能力，这时将需要更大的电流才能使磁心饱和。我们知道，在磁学中磁导率μ代表材料导通磁通的能力，是磁通密度B对磁场强度H的比值，即μ=B/H。在给定磁感应强度的情况下，磁导率体现的是磁性材料能够被磁化到这个磁感应强度难易程度。一方面，具有高磁导率的磁
科技创新与应用 2020年7期2020-02-29
- 浅析软磁铁氧体的磨削加工*
，因此软磁铁氧体磁心的加工也越来越重要。软磁铁氧体磁心的力学性能与一般陶瓷相似，烧结后硬度高，脆性大，不能切削只能磨削加工。软磁铁氧体磁心一般采用金刚石砂轮磨削加工工艺，因金刚石砂轮价格高，磁心在加工过程中容易出现打边、掉块、裂纹、表面拉伤等缺陷，且磁心制备要经过制粉、成形、烧结等工序，生产周期较长，故而对磁心加工过程及加工质量要求很高。1 合理选择金刚石砂轮金刚石砂轮可对软磁铁氧体、硬质合金、玻璃、陶瓷等难以加工材料进行高速磨削，金刚石具有很高的抗磨性，
陶瓷 2020年3期2020-01-06
- 推挽式变换器的电磁设计与计算
0.67。(三)磁心选择在频率一定的情况下，只有Mn-Zn铁氧体符合上述推挽式变换器对磁心材料的要求，且其型号为EPCOS N87。在这里将二极管的正向压降设为为1V，这样就可以得到其输出功率：Po=(24+1.0)12.5=312.5W对于上述所选择的磁心来说，最大占空比时必定发生最大损耗，即将最大占空比D=0.67代入式(2.6)中可得VA=935V。依据最佳磁感应强度求值公式：我们可以得到最佳磁感应强度值为：0.126T其中：典型值ka=40，kc=
福建质量管理 2019年19期2019-10-21
- 单管准谐振光伏微逆变器用变压器优化研究
的情况下，变压器磁心不同，其感量和漏磁也不同，参与构成的谐振网络也就不同，因此导致系统传输效率有所差异。针对以上问题，本文在单管准谐振电路[22]的基础上，建立有限元仿真模型，运用JMAG软件对不同磁心的变压器进行电磁热场仿真模拟，优化设计光伏微逆变器的变压器，并进行了相关实验验证。1 单管准谐振变换器工作原理单管准谐振光伏微逆变器的拓扑结构如图1所示，其松耦合变压器前级采用单管准谐振电路，后级采用交错全波整流电路，以此完成单级逆变。图1中：PV为光伏板电
广东电力 2019年7期2019-07-30
- 一种基于UU磁心的VCC耦合电感研究
最广泛。采用EI磁心实现的两相耦合电感，结构简单，磁心数量小，制作方便，且磁心间有气隙不易饱和。但是，它的耦合系数值偏小，仅为1/3，不能兼顾变换器的稳态性能和暂态性能。当变换器的运行参数（如占空比）变化时，它的稳态性能和暂态性能随之改变[2]。通过改变绕组绕线方式实现的无气隙可变耦合系数的耦合电感，可得到各种耦合系数，提高了变换器的稳态性能和暂态性能，但其绕线方式复杂，不易制作，且磁心间无气隙易饱和，适用于小功率应用场合[3]。本文提出了一种基于UU磁心
通信电源技术 2019年2期2019-03-23
- 基于损耗分离理论的非正弦激励磁心损耗计算方法研究
率的提升，其内部磁心的功率损耗也会相应增高，由此而引发的工作性能下降、效率下降，以及制约高压直流输电技术发展等问题受到日益关注[3]。由于电力电子装置内部磁心通过的激励电压波形往往不是正弦波，而是三角波、方波等非正弦电压波形[4]，因此，提出一种精确且工程实用的非正弦激励磁心损耗计算方法，已成为电力电子装置内部磁心元件优化设计的首要任务。从当前研究来看，磁心损耗的计算方法主要分为三类[5]：①基于材料物理特性的磁滞损耗模型[6]； ②基于经验的Steinm
电工电能新技术 2018年9期2018-09-19
- 低频叠加PWM波复合励磁下磁心损耗的测量与模型
程复杂得多。现有磁心损耗研究的重点基本都集中在研究无直流偏磁和直流偏磁下PWM波励磁的磁心损耗测量和模型[1-6]，由于励磁波形的复杂性,高、低频多频叠加工况下磁元件磁心损耗的精确测量和模型建立一直是学术界的难题，业界对此类励磁下的磁心损耗的研究并不多。文献[7]通过对斯坦麦茨方程SE参数进行修正，以计算功率变换器中磁化过程的连续模式(CCM)和断续模式(DCM)工况下的高频磁心损耗。进一步将两种模式下的模型应用于计算功率因数校正电路中PFC电感的每个高频
电工电能新技术 2018年1期2018-03-05
- 非接触变压器磁路模型及结构优化
边结构对称的U型磁心非接触变压器，给出系统传输功率与非接触变压器结构参数的关系，并对匝数进行优化计算，但没有考虑漏磁通的影响，因而计算结果存在一定误差。文献[17]通过将非接触变压器的磁通路径划分成便于计算的形状规则的磁通管来计算磁阻，从而给出非接触变压器的耦合系数关于几何参数的表达式，并提出优化方法，增大原、副边绕组之间的互感，在10mm气隙下，非接触变压器的耦合系数达到0.6，系统效率最高达到90%以上。对于原、副边结构不同，且气隙较大的非接触变压器，
电工电能新技术 2018年1期2018-03-05
- 单级磁压缩网络理论分析与实验研究
感抗会迅速下降。磁心的磁滞回线如图1所示。磁开关处于非饱和状态时，磁心的相对磁导率较高，磁开关电感较大，此时磁开关相当于断开；当磁开关处于饱和状态时，磁心的相对磁导率μr,接近真空，磁开关电感较小，此时磁开关相当于闭合。当磁开关处于未饱和状态时，电感量为式（1）中：μ0为真空磁导率；μr为相对磁导率，处于图1中的Ⅱ区域；l为磁心平均磁路长度;S为磁心绕组面积；N为匝数，Lr为未饱和电感量。当磁开关处于饱和状态时，电感量为Lsat为饱和电感量；μsat为磁开
电子测试 2017年22期2018-01-03
- 研究高频变压器设计中需注意的相关问题
根据工作频率选择磁心材料在变压器的具体工作实践中发现，高频变压器虽然同为高频，但是其具体的频率还是存在着明显的差别，所以在进行磁心材料选择的时候，需要根据工作频率进行确定。简而言之就是高频变压器的工作频率范围比较大，需要根据其具体的工作频率范围进行铁氧体磁心材料的选择，这样，磁心材料的匹配性效果会达到最佳。比如，在100kHz这个工作频率的范围内，要进行磁心的选择，最合适的材料是Mn-Zn铁氧体材料。而如果变压器的工作频率在1MHz以上，那么匹配性最好的材
电气技术与经济 2017年5期2017-12-21
- 环形电感近磁场泄漏及其影响因素分析
感绕组疏密程度、磁心表面曲率、磁心材料磁导率以及端部引线方式等因素对近磁场泄漏的影响。可以根据研究结果指导环形磁性元件设计、布局，并为减少环形电感近磁场泄漏提供一些思路。环形电感；近磁场；磁泄漏功率变换器广泛采用PWM控制，通过开关器件的高频通断对电能进行处理，其电压、电流在时域上是不连续的，为了得到平滑的输入、输出、抑制电磁干扰和电气隔离等需使用磁性元件。磁性元件在功率变换器中承担着能量传递、存储和滤波等功能[1]。磁性元件处于主功率回路，激磁电流是频谱
电气技术 2017年3期2017-04-12
- 环形共模电感近磁场泄漏分析
了两种绕组方式、磁心材料磁导率、绕组张角、磁性外径等因素对共模电感近磁场泄漏的影响。实验结果可用于指导共模电感设计以及电路布局。共模电感；近磁场；磁泄漏功率变换器效率高、体积小、电能处理方便，因此得到广泛的运用。但是鉴于开关器件的高频通断，使功率变换器存在较大的电磁干扰[1]。电磁兼容是功率变换器一项重要的指标，任何商品化的功率变换器都要通过电磁干扰标准测试。EMI滤波器作为抑制电磁干扰的有效措施，共模电感是EMI滤波器中重要的器件，它能有效减少从功率变换
电气技术 2017年2期2017-03-03
- 基于有限元分析的共模扼流圈漏感计算研究
漏感太大容易造成磁心的饱和，故共模扼流圈的漏感是一个需要优化的参数，应对其漏感值进行预测计算。本文基于有限元分析，对不同尺寸、不同绕组夹角的共模扼流圈的漏感进行 3-D仿真，基于漏感的仿真结果与尺寸、绕组夹角间的关系，推导一种计算共模扼流圈漏感的数学模型。通过对样品测量，结果验证了数学模型的正确性。共模扼流圈；漏感；Maxwell仿真满足电磁兼容标准是开关电源产品进入市场的强制标准之一。开关电源的强非线性产生了严重的EMI噪声，为了衰减EMI噪声，需要在电
电气技术 2017年1期2017-02-06
- 螺柱焊旋弧磁场仿真
。结果表明：有无磁心、有无外壳、磁心高度、磁心直径以及外壳上延伸与磁心之间的较小间隙，都会对电弧区磁场产生明显影响，而螺线管直径大小对磁场影响较小；磁心高度越小、磁心直径越大或外壳上下延伸间隙越小，磁场越大。并以此来指导旋弧磁场装置的结构设计和材料选择，设计出一种磁场转化效率较高的螺母焊接磁控旋弧装置。螺柱焊；旋弧磁场；径向对称0前言螺柱焊是用螺柱（或类似构件）和焊件表面之间引燃的电弧加热并熔化结合部位，然后快速挤压在一起形成焊接接头的一种电弧焊接方法。螺
电焊机 2016年11期2016-12-12
- 动态环路法磁矩测量技术试验研究
测量误差＜5%，磁心坐标测量误差＜20%；在偶极磁矩测量误差＜5%时，原理样机的磁矩分辨率可达0.06A·m2。动态环路法具有良好的性能指标，可以用于高精度磁矩测量。磁矩；动态环路法；误差；分辨率0 引 言随着航天器长寿命、高可靠要求的提高，空间磁环境效应研究的重要性日显突出[1-2]。在航天器发射前，需要在地面完成航天器整星或部组件磁试验，以控制或利用航天器磁性，而磁矩测量是航天器磁试验的重要组成部分[3-4]。为了确保航天器在轨可靠运行，需要磁矩测量方
中国测试 2016年3期2016-10-17
- 非正弦激励下磁心损耗的计算方法及实验验证
)非正弦激励下磁心损耗的计算方法及实验验证张宁1李琳1魏晓光2(1.新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学)北京102206 2.全球能源互联网研究院北京102209)在电力电子装置中，磁性元件的输入电压波形往往不是正弦波，研究非正弦激励下电力电子装置中磁心损耗的计算方法有重要意义。首先介绍正弦激励下磁心损耗的计算方法，在此基础上研究了非正弦激励下磁心损耗的计算方法，得到了修正铁耗分离法和修正Steinmetz经验公式法计算式。其次，考虑磁心叠片的趋
电工技术学报 2016年17期2016-09-27
- 三相双降压逆变器中电感的磁集成方式比较与优化设计
11］提出一种两磁心四绕组的方案，虽然每相桥臂仍有两个磁心，但每个磁心大小和不采用磁集成技术相比，磁心体积减小。文献［12］在单相双降压半桥逆变器中采用三电感的形式替代两电感，桥臂中串联两个防直通电感，桥臂中点级联LC滤波器。在级联双降压逆变拓扑［13，14］和三相双降压逆变拓扑［15］中也有三电感形式，电路工作原理和传统双降压逆变器一致。三电感形式的双降压拓扑中将双降压桥臂中防直通电感与滤波电感分离，电感总体积重量有一定减小，但电感数量需进一步优化。以一
电工技术学报 2016年13期2016-08-11
- 城市 “磁心”
——民国杭州湖城格局演变探析
王海波城市 “磁心” ——民国杭州湖城格局演变探析何晓静 王海波西湖在杭州城市的发展过程中具有唯一性和不可代替性，它是集多样艺术形式于一身的城市核心。西湖的场所意象不仅是构成西湖物质的集合，更是城市发展过程中各种关系的集合。很多西方的学者对中国古代城市空间的构成存在着极大偏见，认为东方的城市只是 “巨大墙体中的营地”和未开化的设施，与周围环境没有关系。但其实如同西湖和杭州城市空间关系一样，中国很多的古代城市也有中心构成和边界结构。民国之前，西湖虽然位于城
浙江艺术职业学院学报 2016年4期2016-02-14
- 高频开关电源变压器优化设计分析
纳米晶带材的可用磁心结构有矩形与环形两种，当磁心结构确定时，依据变压器指定工作条件，初级绕组匝数以及绕组结构决定着变压器的磁芯截面积，绕组尺寸和磁心的窗口面积，即初级绕组匝数以及次级绕组的层数决定着变压器的损耗，温升以及分布参数，体积重量。所以，对于矩形与环形这两种磁心结构，通过对不同层次和匝数下变压器的体积重量，损耗等进行比较，从而对高频开关电源变压器采取更优的设计方案。通过分析，在变压器的功率相同的情况下，矩形磁心相对环形磁心会更加紧凑，原因有两个方面
电子制作 2016年2期2016-01-02
- 基于ANSYS仿真的绕组交叉换位对高频变压器损耗的影响分析
绕组交叉换位前后磁心窗口内的磁感应强度、绕组电流密度分布以及绕组损耗的变化规律，得出了绕组交叉换位可以有效降低绕组损耗的结果。同时也说明了利用ANSYS软件分析高频变压器模型损耗的合理性和有效性，为高频变压器的优化设计提供了有效技术支持。交叉换位;高频变压器;有限元;绕组损耗;磁感应强度1 引言现代电力电子装置逐渐向小型化发展，减小磁性元件体积的有效方法之一就是提高工作频率，但是随着频率的提高，集肤效应和邻近效应增加了绕组的损耗［1］。因此，在设计变压器时
电工电能新技术 2015年10期2015-05-25
- 诺模图在反激变压器设计中的应用
的设计经验来选择磁心，但AP 法计算比较复杂，依靠自身经验存在较大的局限性与盲目性，为此，提出利用诺模图选择磁心，提高了变压器的设计效率。1 单端反激式变压器工作原理单端反激式开关电源中的变压器实质上是一对互耦的储能电感，其在开关管导通时储能，关断时向负载释放能量［2］。具体工作过程如图1 所示，当开关管导通时，电压Vin直接加在变压器原边，原边电流随时间线性增加，此时副边线圈感应电动势极性下正上负［3］，二极管反偏截止，副边回路断开，变压器储能，开关管导
电子科技 2015年11期2015-03-06
- 无线电能传输磁耦合结构分析与优化
耦合系数可以加入磁心，具体将在第2节进行分析。图2 耦合系数与线圈半径和提离高度关系曲线2 环形磁耦合结构分析与优化从前述可知，当磁耦合结构的接收线圈半径和提离高度一定时，发射线圈半径有一个优化值，此外由于空心线圈的耦合系数较小，需要加入磁心，并对其进行进一步的优化。而在电动汽车无线充电的应用场合中，一般接收线圈和发射线圈之间的提离高度h比较固定（在0.2～0.25m左右），接收线圈的半径Rrx大小也被车底盘的空间所限（一般为0.25m左右）。本小节将在接
电气技术 2014年9期2014-09-22
- 非晶合金J－A模型修正
大，因此必须了解磁心材料的温度特性;同时为了防止磁心饱和，常采用气隙磁心结构，而目前对非晶合金温度特性和带气隙磁心磁滞模型的研究较少，因此建立一个能够反应温度、气隙变化的非晶合金磁滞模型具有实用价值。J－A模型符合磁滞现象的物理本质且模型参数少，在铁磁材料的磁滞建模领域得到了广泛应用［3－4］，因此本文选取J－A模型对非晶合金磁滞建模。但J－A模型不能反应材料的温度特性，也未考虑磁致伸缩、热膨胀等因素。本文增加了磁致伸缩系数、热膨胀系数，并修正了J－A模型
电机与控制学报 2014年7期2014-09-20
- 应用于无尾家电的非接触式无线能量传输技术
量发射端采用平板磁心结构，提高了系统整体耦合系数，降低了系统工作频率，同时具有磁屏蔽作用，减少了无线装置对周围其他电子产品的影响。而安装于家电产品中的能量接收线圈，采用无磁心线圈结构，不仅减小了系统体积和重量，同时提高了系统的可靠性和实用性。针对家电无线供能过程中存在发射装置与接收装置不对称的问题，本文采用能量发射装置大、接收装置小的新型系统，不仅解决了空间错位问题，同时保证了系统的充电效率。2 系统整体结构本文设计的系统框图如图1所示，其中电源部分采用直
电工技术学报 2014年9期2014-09-16
- 新型阀用动圈式电机械转换器
构如图1所示。导磁心、外壳均采用导磁材料如电工纯铁;支架、限位块可采用非磁性材料;工作线圈可采用铜漆包线;圆环形永磁体可采用具有高磁能积的钕铁硼作为永磁材料，径向充磁，四块圆环形永磁体轴向长度t相等。图1 电机械转换器结构电机械转换器线圈通电时，线圈在工作气隙磁场中受到轴向洛伦兹力，线圈与支架组成的动子作为运动单元，其输出值与工作电流和气隙磁密相关。该电机械转换器有如下特点:(1)在运动过程中，工作气隙形状和磁密大小不变，因此输出力波动性小;(2)线圈浸泡
微特电机 2014年4期2014-06-19
- 高频电子电路用圆形截面环形磁心中电磁场的分布
路用圆形截面环形磁心中电磁场的分布田莉，田铭兴(兰州交通大学自动化与电气工程学院，甘肃兰州730070)为了研究当线圈缠绕于高频电子电路用圆形截面环形磁心某一段，考虑漏磁时磁心内部电磁场的分布，根据磁通连续性原理及镜像法，将绕有一个线圈的环形磁心内电磁场的分布问题，转化为绕有无穷多个线圈的无限长直磁心在其中一段磁心内的电磁场分布问题。基于麦克斯韦方程组和叠加原理，推导了环形磁心内电场强度和磁场强度的单重级数式解析计算公式。基于电场强度的计算公式，得到了涡流
电工电能新技术 2014年10期2014-06-08
- 新型比例阀用动磁式电机械转换器
出轴、永磁体、导磁心，定子主要包括线圈、线圈支架、壳体。为防止漏磁，前后端盖、输出杆均采用非导磁材料如不锈钢，支架采用非导磁性材料;导磁心与外壳采用电工纯铁;永磁体一般采用钕铁硼作为充磁材料，轴向充磁。2 磁路分析MMEM 的磁路部分包括永磁体、导磁心、气隙、线圈、外壳。图2 为MMEM 的等效磁路图。其中Rg为工作气隙磁阻，Rk为壳体等效磁阻，Rt为导磁心等效磁阻，M 为永磁体磁势。图2 动磁式直线电机等效磁路进行磁路分析时，做以下假设:1)工作气隙环形
微特电机 2013年12期2013-11-22
- 超低损耗角磁心高频损耗测量方法
进行优化设计。但磁心损耗的测量，尤其是低损耗角磁心在高频激励下的测量目前还达不到满意的工程精度。同时目前厂家提供的磁心损耗数据都是基于正弦波激励下的，而实际功率变换器大多工作在占空比可调的矩形波激励状态下，为了建立矩形波激励下磁心损耗的模型以及验证模型的准确性，有必要精确测量此工作状态下磁心损耗。传统磁心损耗测量有交流功率计法和量热计法两大类方法。交流功率计法如图1所示，直接测量电感上的电压和电流计算损耗[1-3]。但是当测量小损耗角的磁心损耗时，磁件的阻
电工技术学报 2012年11期2012-08-15
- MnZn铁氧体磁心烧结裂纹成因浅探＊
）MnZn铁氧体磁心烧结裂纹成因浅探＊尉晓东（陕西金山电器有限公司 陕西 咸阳 712021）MnZn铁氧体磁心生产过程较复杂，裂纹是导致质量问题的重要因素。笔者针对导致烧结裂纹的各种原因进行了分析，并根据生产实践经验提出了一些解决办法。MnZn铁氧体 烧结 裂纹因为铁氧体磁心在烧结过程中伴随着粘合剂、水分的排出以及固相反应，其密度会发生很大变化，不当的烧结制度会使毛坯在烧结过程中因为这种密度的变化而开裂。另外固相反应时的气体排出、过度的氧化或者还原均是造
陶瓷 2011年8期2011-11-20
- 圆环线匝构成的平面共模EMI滤波器的特性研究
的，加高磁导率的磁心后便可以产生足够大的分布电感和电容，通过适当的连接可以实现串联谐振、并联谐振和低通滤波器等结构[3]。但随着现代电力电子向高频率方向发展，电流在导线直角拐角处分布很不均匀，严重影响滤波器的性能。本文类比电力设备中导线的布置和排列，首次提出了采用具有光滑特性的环形PCB导线组成的平面LC线圈结构（见图1b），使线圈中电流分布更加均匀，从而提高滤波器的性能。同时采用罐形磁心，导体全部位于磁心内部，导体利用率高，且抗外界电磁干扰能力强。图1
电工技术学报 2011年11期2011-06-06
- NiZn软 磁铁氧体陶瓷产品的变形及其消除
铁氧体陶瓷工字形磁心和磁棒产品的变形问题。NiZn软磁铁氧体 收缩比 毛坯密度 装烧方式 烧结工艺 工字形磁心 磁棒 变形在NiZn软磁铁氧体陶瓷产品中,工字形磁心和磁棒产品由于材料和形状原因,生产过程中控制比较困难,容易出现变形问题,我们通过试验,对其颗粒料、成形和烧结工艺进行了调整及改善,寻求合理的解决办法,取得了好的效果。1 工字形磁心和磁棒产品的变形机理工字形磁心和磁棒产品的生产工艺属于氧化物干法生产工艺,工艺流程为：配料混合 -预烧 (或造球预烧
陶瓷 2010年6期2010-11-20
- 基于三维有限元方法的非晶合金变压器磁心电磁场分析
用非晶合金材料为磁心的配电变压器相比用硅钢片作为磁心的变压器空载损耗下降70%以上，空载电流下降约80%。随着非晶合金材料价格的逐步下降，现在已经是推广非晶合金合金变压器的好时机。因此，对非晶合金变压器电磁场进行全面分析，完善该种变压器的设计方法是非常有现实意义的。本文以三维有限元计算方法作为工具，对非晶合金变压器进行三维电磁场仿真和分析，考虑了拐角、边缘等因素对磁路的影响，并对比传统的磁路法计算设计变压器的方法，对其进行了修正和完善。2 非晶合金变压器磁
电气技术 2010年3期2010-03-19