计及磁心集肤效应的高频磁性元件电磁瞬态建模方法

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作者 刘任 黄浩然 +3 位作者 卢友好 陈昊 刘焱 唐波 《中国电机工程学报》 北大核心 2026年第3期1286-1298,I0035,共14页

磁导-电容类比法已广泛应用于高频磁性元件电磁瞬态建模中,但现有基于该方法的模型均假设磁心内部磁场均匀分布,即不考虑高频激励下的磁心集肤效应。文中利用余弦基函数对磁心叠片涡流场控制方程近似展开,并通过积分方法推导得到磁心内... 磁导-电容类比法已广泛应用于高频磁性元件电磁瞬态建模中,但现有基于该方法的模型均假设磁心内部磁场均匀分布,即不考虑高频激励下的磁心集肤效应。文中利用余弦基函数对磁心叠片涡流场控制方程近似展开,并通过积分方法推导得到磁心内部磁场强度的表达式;然后,为确定其系数和考虑材料磁滞本构关系,引入伽辽金法基本思想和Play磁滞模型,进而基于损耗统计理论推导考虑磁畴介观涡流的磁心叠片边界磁场强度解析计算模型;在此基础上,运用磁导-电容类比法,提出一种同时计及磁心集肤效应与复杂磁滞本构关系的高频磁性元件电磁瞬态计算模型;最后,使用电力电子仿真PLECS软件底层模块和语言程序搭建单相桥式脉宽调制逆变器内部高频电感器的两类电磁瞬态模型——传统不考虑磁心集肤效应的模型与所提考虑磁心集肤效应的模型,并将其在不同工况下的电磁瞬态、动态磁滞回线及磁心损耗的仿真结果与相应实验测量结果进行对比,发现所提模型各项模拟结果与实测值更加吻合,且磁心损耗最大误差比传统模型低17.03%,验证了所提模型的准确性。 展开更多

关键词 高频磁性元件 电磁瞬态 磁心集肤效应 Play磁滞模型

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高频电子电路用圆形截面环形磁芯中趋肤效应的分析 被引量：3

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作者 田莉 《自动化与仪器仪表》 2017年第2期15-17,共3页

环形磁芯在高频电子电路中大量使用,随着激励频率的增加,趋肤效应变得越来越显著。本文基于麦克斯韦方程组推导得到的圆形截面环形磁芯中电场强度和磁场强度的解析计算公式,研究了趋肤效应随频率、磁导率的变化,计算结果表明频率越高趋... 环形磁芯在高频电子电路中大量使用,随着激励频率的增加,趋肤效应变得越来越显著。本文基于麦克斯韦方程组推导得到的圆形截面环形磁芯中电场强度和磁场强度的解析计算公式,研究了趋肤效应随频率、磁导率的变化,计算结果表明频率越高趋肤效应越显著,磁导率越大趋肤效应越显著。 展开更多

关键词 环形磁芯 趋肤效应 电场强度 磁场强度

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35KV干式电抗器中绕组涡流损耗对温度场影响的研究 被引量：2

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作者 王行 刘爱莲 +3 位作者 谢涛 孙恩钊 刘伟 潘虹 《软件》 2017年第9期137-140,共4页

35KV干式并联空心电抗器在电力系统应用中越来越广泛,其运行事故的发生给电力系统安全带来很多问题。局部过热是引发电抗器故障的重要原因之一,电抗器的发热主要是由导线自身电阻损耗和导线的涡流损耗引起,因此对电抗器绕组中涡流损耗... 35KV干式并联空心电抗器在电力系统应用中越来越广泛,其运行事故的发生给电力系统安全带来很多问题。局部过热是引发电抗器故障的重要原因之一,电抗器的发热主要是由导线自身电阻损耗和导线的涡流损耗引起,因此对电抗器绕组中涡流损耗的分析计算是十分重要的。本文将考虑绕组因为涡流效应所产生的损耗,并利用ANSYS Workbench仿真软件对35KV并联干式空心电抗器进行三维流场—温度场耦合计算,仿真出电抗器的温度场分布。分析讨论绕组涡流损耗对温度场的影响。 展开更多

关键词 35KV干式并联空心电抗器 邻近效应 集肤效应 涡流损耗 ANSYS

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谐波激励下软磁复合材料磁芯损耗的有限元计算 被引量：3

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作者 赵磊 刘成成 汪友华 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期13-21,共9页

为精确、快速地计算谐波激励软磁复合材料(SMC)的磁芯损耗,将有限元模型法与数学模型修正系数法相结合,分别在介观和宏观尺度下建立SMC单个颗粒及实际环形样件的三维有限元模型。基于有限元模型计算谐波激励多变量条件下(如谐波的含量... 为精确、快速地计算谐波激励软磁复合材料(SMC)的磁芯损耗,将有限元模型法与数学模型修正系数法相结合,分别在介观和宏观尺度下建立SMC单个颗粒及实际环形样件的三维有限元模型。基于有限元模型计算谐波激励多变量条件下(如谐波的含量、相位和阶次等)SMC的磁芯损耗,与环形样件法的试验测量结果对比。结果表明:计算与测量结果一致,满足工程精度要求。与磁芯损耗的纯数学模型计算方法相比,有限元模型不仅能考虑磁滞回线局部小回环对SMC磁芯损耗的影响,且考虑集肤效应对涡流损耗的影响。测试发现,SMC的磁芯损耗随谐波含量和阶数增加而增大,受谐波相位的影响很小。 展开更多

关键词 软磁复合材料 谐波激励 集肤效应 校正因子 磁芯损耗

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基于改进矢量匹配法的变压器铁芯频变涡流模型 被引量：16

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作者 张重远 王增超 +1 位作者 张欣 吴丽娜 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1618-1623,共6页

针对变压器建模中铁芯涡流的频变问题,基于改进的矢量匹配法建立了变压器铁芯的频变涡流模型。从铁芯叠片涡流阻抗表达式出发,用改进的矢量匹配法对其进行拟合,拟合带宽为10 Hz^10 MHz,并给出了拟合误差分布。在此基础上用电路综合的方... 针对变压器建模中铁芯涡流的频变问题,基于改进的矢量匹配法建立了变压器铁芯的频变涡流模型。从铁芯叠片涡流阻抗表达式出发,用改进的矢量匹配法对其进行拟合,拟合带宽为10 Hz^10 MHz,并给出了拟合误差分布。在此基础上用电路综合的方法建立了其6阶电路模型;最后通过与现有实现方式进行误差对比,最大误差从10.48%降低到0.17%,提高了模型的准确性。结果表明,该方法简便、准确,使用该方法可提高变压器宽频建模的准确性,同时为变压器铁磁谐振等相关建模问题提供参考。 展开更多

关键词 变压器 铁芯 涡流建模 频关效应 矢量匹配法 电路综合 集肤效应

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电力电缆导电线芯有效电阻的分析 被引量：1

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作者 徐刚 郑庆利 《上海电机学院学报》 2005年第5期43-46,共4页

综合分析作为电力电缆主要电气参数的导电线芯有效电阻的实用概念。电阻有效值的热效应会影响电缆传输容量、减少运行载流量。其中工频交流下导电线芯大截面的集肤效应、邻近效应是有效电阻增大的主要原因。

关键词 电力电缆 导电线芯 交流有效电阻 集肤效应 邻近效应

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考虑趋肤效应和动态磁滞效应的电机旋转铁芯损耗模型 被引量：4

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作者 宋泽 李永建 +1 位作者 张长庚 刘洋 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期74-80,共7页

实际农业用电设备铁芯损耗的预测不准是趋肤效应造成农用电器效率低下、使用成本升高的重要原因之一。针对这一问题,该文综合考虑了交变激励下趋肤效应、局部磁滞作用和动态磁滞回环对经典铁芯损耗模型系数的影响,将系数修正后的交变模... 实际农业用电设备铁芯损耗的预测不准是趋肤效应造成农用电器效率低下、使用成本升高的重要原因之一。针对这一问题,该文综合考虑了交变激励下趋肤效应、局部磁滞作用和动态磁滞回环对经典铁芯损耗模型系数的影响,将系数修正后的交变模型引入旋转铁芯损耗模型中,提出一种基于正交分解和损耗分离的改进无取向硅钢叠片旋转铁芯损耗模型。利用磁特性测量装置进行不同频率下的铁芯损耗测量,对所建模型验证。结果表明:与经典铁芯损耗模型和只考虑单一因素的改进模型相比,该模型在高频和高磁密下的铁芯损耗计算精度分别提高了25.32%和9.16%。研究结果可为农用电气设备的电机设计与优化提供参考。 展开更多

关键词 模型 试验 磁损耗 趋肤效应 磁滞回环

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箔式空心电抗器电感及损耗计算 被引量：3

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作者 李金山 陈乔夫 《变压器》 北大核心 1998年第8期1-4,共4页

提出了一种在考虑电流挤流效应的情况下如何计算箔式电抗器交流电阻和等效电感的方法。

关键词 空心电抗器 箔式绕组 损耗 电感 电抗器

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高速永磁电机铁耗精确计算两项式模型 被引量：3

9

作者 王书恒 赵世伟 +2 位作者 景弋洋 陈彬 杨向宇 《微电机》 2024年第5期1-6,22,共7页

基于分段带补偿项的铁耗计算方法,本文提出了一种适用于高速永磁电机铁耗精确计算的两项式数学模型。通过结合高速电机运行特性对频率和磁密区间进行双重划分,在Jordan损耗分离模型的基础上引入涡流及磁滞损耗补偿项考虑磁饱和、局部磁... 基于分段带补偿项的铁耗计算方法,本文提出了一种适用于高速永磁电机铁耗精确计算的两项式数学模型。通过结合高速电机运行特性对频率和磁密区间进行双重划分,在Jordan损耗分离模型的基础上引入涡流及磁滞损耗补偿项考虑磁饱和、局部磁滞回环及涡流趋肤效应等非线性因素对硅钢片单位损耗特性的影响。该模型新增参数均为随频率和磁密变化的分段常函数,通过L-M算法拟合求解,在减小计算量的同时明确反映铁磁材料非线性对铁耗计算的影响,实现铁耗精确计算。最后,以某高速电机用硅钢片35SWH1900为例,对比了本文所提模型与Jordan损耗分离模型在单位损耗上的计算误差,实验结果表明所提模型计算误差基本在15%以内,能够有效提升高速永磁电机铁耗的计算精度。 展开更多

关键词 高速电机 铁耗 涡流损耗 涡流趋肤效应 磁滞损耗

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空心电抗器用低损耗导线探讨 被引量：6

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作者 葛计彬 杜宗斌 +3 位作者 赵鑫 郝文光 卞震洪 全伟 《变压器》 北大核心 2020年第4期39-42,共4页

通过对不同结构换位导线的比较和对导线交流电阻的测量与分析,发现了复绞换位导线可以降低空心电抗器高频损耗的特性。

关键词 空心电抗器 集肤效应 临近效应 复绞换位导线

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38kHz／375W开关电源变压器的设计

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作者 许锦旋 苏成悦 +2 位作者 潘永雄 付胤荣 麦凯 《电源技术应用》 2007年第3期51-53,共3页

详细介绍了一个带有中间抽头的高频大功率变压器的设计过程和计算方法,以及要注意的问题。根据开关电源变换器的性能指标设计出的变压器经过在实际电路中的测试和验证,效率高、干扰小,表现了优良的电气特性。

关键词 开关电源变压器 磁芯的选择 磁感应强度 趋肤效应 中间抽头

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嵌入豁口磁芯的13.56MHz RFID读写器天线

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作者 余自锋 廖晓东 王良鸿 《计算机系统应用》 2016年第5期222-227,共6页

本文针对天线线圈产生的磁场强度分布不均匀的现象,提出一种增强天线局部磁场强度的方案.首先,本文从理论出发解释了高频磁场的趋肤效应;其次,基于高频磁场的趋肤效应,提出往线圈中央添加开了豁口的金属磁芯,用以增强磁芯边缘和豁口位... 本文针对天线线圈产生的磁场强度分布不均匀的现象,提出一种增强天线局部磁场强度的方案.首先,本文从理论出发解释了高频磁场的趋肤效应;其次,基于高频磁场的趋肤效应,提出往线圈中央添加开了豁口的金属磁芯,用以增强磁芯边缘和豁口位置的磁场强度;最后,通过三维电磁仿真软件Ansoft HFSS和MATLAB软件研究不同张角的豁口磁芯对环形天线的磁场强度的影响,旨在找出最优豁口的设计方案,对实际设计的13.56MHz RFID读写器天线具有一定的参考价值. 展开更多

关键词 RFID 豁口磁芯 HFSS 磁场强度 趋肤效应

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PAN基碳纤维预氧结构形成过程中的纤维尺寸效应

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作者 孔令强 徐樑华 +3 位作者 田振生 肖建文 刘晖 刘长清 《纤维复合材料》 CAS 2013年第4期-,共5页

对预氧纤维进行预处理以达到脱除纤维中未环化分子的目的,借助X射线衍射(XRD),拉曼光谱(Raman),红外吸收光谱(FTIR)分析、差示扫描量热(DSC)分析对两种不同纤度预处理前后的聚丙烯腈(PAN)氧化丝进行了研究,并初步讨论了PAN纤维尺寸效应... 对预氧纤维进行预处理以达到脱除纤维中未环化分子的目的,借助X射线衍射(XRD),拉曼光谱(Raman),红外吸收光谱(FTIR)分析、差示扫描量热(DSC)分析对两种不同纤度预处理前后的聚丙烯腈(PAN)氧化丝进行了研究,并初步讨论了PAN纤维尺寸效应对预氧结构的影响机理。研究结果表明:同等条件下低纤度PAN纤维得到的预氧纤维环化程度较高,皮芯结构不明显,并且低纤度预氧纤维的环化结构中SP2杂化碳含量较高,且SP2杂化碳中芳香碳含量较高。 展开更多

关键词 PAN基碳纤维 尺寸效应 皮芯结构

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多孔介质中的趋肤效应特性分析

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作者 仵杰 赵冰倩 +2 位作者 白彦 田豆 刘硕 《测井技术》 2026年第2期240-251,共12页

为明确多因素对多孔介质中趋肤效应的调控机制,解决其制约电磁探测精度的问题,采用COMSOL多物理场仿真平台,借助AC/DC电磁场模块构建参数化多孔介质数字岩心模型,系统探究了孔隙度、含水饱和度、颗粒特性、电磁参数及线圈距等关键因素... 为明确多因素对多孔介质中趋肤效应的调控机制,解决其制约电磁探测精度的问题,采用COMSOL多物理场仿真平台,借助AC/DC电磁场模块构建参数化多孔介质数字岩心模型,系统探究了孔隙度、含水饱和度、颗粒特性、电磁参数及线圈距等关键因素对感应测井视电导率的耦合影响规律,并结合低阻地层实际测井数据验证了研究成果的有效性。研究结果表明:(1)均匀地层中趋肤效应受频率和线圈距调控,频率升高或线圈距增大会加剧该效应,且虚部信号测量范围较实部大3倍以上,虚部峰值处实部近似为零;(2)多孔介质非均匀结构会改变电流路径与趋肤深度,孔隙度每增加10%,视电导率虚部较实部扩大3倍以上,孔隙度增大、地层水矿化度升高或含水饱和度增加会加剧趋肤效应,颗粒微观结构仅影响响应幅度,对测量范围无明显影响;(3)低阻储层中,高矿化度地层水与偏高束缚水饱和度共同引发强趋肤效应,导致实部信号失真失效,而虚部信号始终保持有效响应且测量范围更宽。结论认为,多孔介质中趋肤效应受孔隙结构、流体分布及电磁参数的多重耦合作用影响,虚部信号可有效突破实部信号的测量局限,在低阻储层中能精准识别油气水层,该研究明确的多孔介质趋肤效应调控机制,可为高精度电磁探测与测井解释提供坚实的理论支撑与实践参考。 展开更多

关键词 趋肤效应 多孔介质 数字岩心模型 感应测井 视电导率 低阻储层 含水饱和度 孔隙度

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