崔一帆， 杨庆新， 李永建

(1. 省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室(河北工业大学电气工程学院)， 天津 300130；2. 天津理工大学， 天津 300384)

1 引言

软磁复合(Soft Magnetic Composite，SMC)材料[1]是一种新型的铁基粉末状的软磁材料，它通常是由高纯度的物化铁粉和粘结剂充分混合后放入模具在高温高压环境下压制而成的，具有造价低、利用率高、工作频率范围宽、涡流损耗小等优点[2]，且具有较好的各向同性特征，主要用于复杂拓扑结构的电机设计中，如爪极/横向电机[3]。

随着电工装备的广泛应用，提高电工装备效率成了当今热点问题，而提高效率的关键在于对铁心材料磁特性的精确模拟[4]。在磁特性测量系统中，为使磁性材料测量更加准确，精密的磁特性测量传感器是不可或缺的。最初的爱波斯坦方圈法[5]的传感线圈是根据变压器原理，将H线圈作为原边，B线圈作为副边。但由于自身条件限制，方圈内的磁路长度不确定性使得在后期的二维、三维旋转磁特性测量[6,7]时不再适用，因此，研究学者提出了独立测量磁场的传感器。传统三维传感器[8]是用H线圈和B线圈分别对磁场强度和磁通密度进行测量的，如图1所示，该结构是将环形B线圈嵌入薄片型的环氧树脂基板中心的通孔中，然后将H线圈上下两层往返交叉地缠绕在环氧树脂基板上。

图1 传统三维磁特性测量传感器Fig.1 Traditional three-dimensional magnetic characteristic measurement sensor

随着高压直流输电和电力电子技术的发展，在电机和变压器运行过程中会产生大量谐波，而谐波会使得磁心中出现饱和以及不稳定现象，导致损耗增加和局部发热[9]。……