代岭均 邹 亮 郭凯航 张 黎 李永建 孙秋霞

纳米晶合金晶粒尺寸与体积分数对高频磁损耗特性影响分析

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（1. 山东大学电气工程学院 济南 250061 2. 国网辽宁省电力有限公司大连供电公司 大连 116001 3. 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 300130 4. 山东泰开变压器有限公司 泰安 271000）

为明确纳米晶合金高频磁损耗与其微观结构的关系，基于随机各向异性理论，建立了介观尺度下纳米晶合金的三维模型。以晶体相体积分数和晶粒尺寸为研究参数，从介观层面探究了微观结构的变化对高频磁损耗v的影响，并得出材料v与和的函数关系式。结果表明：材料v会随着和的增加而增加，且对于材料v的影响更为显著。当外部磁场频率保持10 kHz不变、从60%增大为80%时，材料v增长率为27.11%；相应地，从6 nm增大到15 nm时，材料v增长率为51.83%。从三者之间的函数关系式也可看出，晶粒尺寸和体积分数都与高频磁损耗v正相关，但两者的指数系数却不相同，的指数系数大于的指数系数，因此，的变化对于材料v的影响更为显著。

纳米晶合金 晶粒尺寸 体积分数 高频磁损耗

0 引言

随着我国远距离直流输电和储能系统并网技术的不断发展，通过大功率电力电子器件及其控制技术以实现直流电压变换的高频变压器（High Frequency Transformer, HFT）逐渐获得应用，并得到了广泛的关注[1-6]。与工频变压器相比，高频变压器具有体积小、功率密度高、负荷侧电压输出恒定等优势，但随着工作频率逐渐提高至kHz，高频复杂磁场下的铁心损耗将大幅增加，对高频变压器用铁心材料的性能提出了更高的要求。……