针对非晶合金ja模型修正

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1、第18卷第7期电机与控制学报Vol.18No.72014年7月ElectricMachinesandControlJuly2014非晶合金J－A模型修正李超，徐启峰(福州大学电气工程与自动化学院，福建福州350108)摘要:非晶合金已广泛应用在电力设备中，但缺乏对其磁滞回线温度特性和带气隙磁环建模方法的研究。本文在J－A模型的基础上，通过修正模型参数的方法引入温度系数，实现了不同温度下非晶合金磁滞回线建模;分析了磁致伸缩效应和热膨胀效应对带气隙磁环的影响，提出了磁致伸缩系数和热膨胀系数随温度变化近似

2、公式，并修正了带气隙磁环的气隙长度值;最终建立了非晶合金附加温度参数和气隙参数的磁滞模型。利用非晶合金磁致伸缩特性和磁滞回线温度特性的共同作用，提出了一种具有稳定温度特性的气隙磁心设计方法，以铁镍基非晶合金为例进行了仿真和实验验证，二者结果吻合，证明了模型和设计方法的有效性。关键词:磁滞回线;建模;非晶合金;Jiles-Atherton理论;温度特性;气隙中图分类号:TM452文献标志码:A文章编号:1007－449X(2014)07－0086－08AmorphousalloysJ-Amodelam

3、endmentLIChao，XUQi-feng(CollegeofElectricalEngineeringandAutomation，FuzhouUniversity，Fuzhou350108，China)Abstract:Amorphousalloyshavebeenwidelyemployedinelectricalengineeringbuttherewasnoenoughresearchonitstemperaturecharacteristicsandthehysteresisofair

4、gappedcoremodel．Theamorphousal-loyshysteresismodelincludingthermaleffectswasproposedbyincorporatingthetemperatureintotheorigi-nalJ-Amodel．Theinfluenceofthermalexpansioneffectandmagnetostrictiveeffectonmagneticcorewithairgapwasanalyzed．Theformulaeofmagn

5、etostrictioncoefficientandthermalexpandcoefficientwerepro-posedtocorrectthelengthofairgap．Finally，theamorphousalloyshysteresismodelincludingthermaleffectsandairgapfactorswasproposed．Anewdesignofairgappedamorphouscorewithstabletempera-turecharacteristic

6、swasproposedbasedonthenewmodel．TheexperimentsonaFe-Ni-basedamorphouscorewereconducted．Theresultsshowgoodagreementbetweenthesimulationandtheexperiment．Keywords:hysteresisloop;modeling;amorphousalloys;Jiles-Athertontheory;temperaturecharacteris-tics;airg

7、ap变化范围大，因此必须了解磁心材料的温度特性;同0引言时为了防止磁心饱和，常采用气隙磁心结构，而目前非晶合金具有矫顽力低、导磁率高、损耗小等优对非晶合金温度特性和带气隙磁心磁滞模型的研究点，近年来在变压器、互感器、电磁开关等电力设备较少，因此建立一个能够反应温度、气隙变化的非晶［1－2］中得到了广泛应用。电力设备运行时环境温度合金磁滞模型具有实用价值。收稿日期:2013－05－03基金项目:国家自然科学基金(51177016);国家电网公司科技项目(闽电发展［2012］88)作者简介:李超(198

8、3—)，男，博士研究生，工程师，研究方向为电力电子技术在电力系统中的应用;徐启峰(1959—)，男，教授，博士生导师，研究方向为智能电网测量新技术。通讯作者:徐启峰第7期李超等:非晶合金J－A模型修正87J－A模型符合磁滞现象的物理本质且模型参文献［6］详细分析了5个参数对磁滞回线的影数少，在铁磁材料的磁滞建模领域得到了广泛应响，结果如表1所示。［3－4］用，因此本文选取J－A模型对非晶合金磁滞建表1参数对磁滞回线的影响模。但J－A模型不能反应材料的温度特性，也未Ta