基于PSO-Powell混合算法的软磁复合材料二维矢量磁滞特性模拟
2021-08-03赵小军徐华伟刘小娜李永建杜振斌
赵小军 徐华伟 刘小娜 李永建 杜振斌
(1.华北电力大学电力工程系 保定 071003 2.西安华为技术有限公司 西安 710075 3.河北工业大学电磁场与电器可靠性省部共建重点实验室 天津 300130 4.河北省输变电装备电磁与结构性能重点实验室 保定 071056)
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近年来,软磁复合材料(Soft Magnetic Composite, SMC)因其独特的电磁性能被大量应用于电机及电力电子设备中。与传统电工硅钢材料相比,SMC材料具有磁热各向同性、中高频涡流损耗低、加工形状多样化、制造成本低等优点[1-2],更有利于复杂电磁结构的关键设计和三维磁路拓扑结构的开发,在电枢式爪极电机、横向磁通电机等电磁设备中得到广泛的应用[3-5]。磁滞现象是磁性材料固有的重要特征,其复杂的非线性磁滞特性对电气设备的优化设计及运行特性分析具有十分重要的影响。因此,针对 SMC材料磁滞特性的准确测量和模拟成为其研究应用的关键[6-7]。
传统的标量磁特性模拟只能体现软磁材料在交流激励下的磁特性,然而在实际工程中,旋转电机定子及电力变压器铁心拐角处通常运行在交变与旋转磁化激励下[8],此时磁场强度和磁通密度并非总是沿着同一方向,且由旋转激励引起的损耗大于单方向的交变损耗[9-11]。因此,在实际应用中,相关研究者更关注 SMC材料在旋转激励下的矢量磁滞特性[12-13]。
国内外许多学者利用一些最新开发的测量方法[14]提出了不同的矢量磁滞模型。E.C.Stoner和E.P.Wohlfarth提出一种矢量滞后模型[15],该模型设计为具有对称回环的单畴单轴磁滞算子磁特性的矢量叠加和,因此无法拟合非对称磁滞小回环,并且还未完全实现计算模型分布函数的参数辨识。……
