资源描述：
《磁致伸缩的铁磁质在交变电磁场中振动的数学模型》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、磁致伸缩的铁磁质在交变电磁场中振动的数学模型19文章编号:1006-1355(2002)06-0019-04磁致伸缩的铁磁质在交变电磁场中振动的数学模型11112顾晓安,沈密群,朱振江,沈荣瀛,徐基泰(1.上海交通大学振动、冲击、噪声国家重点实验室,上海200030;2.西安变压器厂,西安710077)摘要:探讨如何建立描述正弦电磁场中铁磁材料振动的数学模型。首先,介绍电磁场理论中磁场力的一般数学表达式;然后基于电力设备中铁磁材料的物理和几何特点给出其力学模型,基于电力设备磁路的对称性给出其磁场力简化数学模型;随后介绍从
2、不同角度描述铁磁质磁致伸缩现象的几种方法;在此基础上,引入弹性力学理论中的应变能密度概念,重点讨论如何从能量守恒和功能转换的角度描述表征磁致伸缩现象的磁场力;最后将上述两种模型相结合导出描述正弦交变电磁场诱发铁磁材料振动的数学模型。这些数学模型的建立为定性和定量分析大型电力变压器铁心及其它电力设备磁路的振动和噪声奠定了基础。关键词:正弦电磁场;铁磁材料;磁致伸缩;振动;数学模型中图分类号:TB535文献标识码:AMathematicalModelofVibrationsofFerromagneticMaterialsunderMag
3、netization11112GUXiaoan,SHENMIqun,ZHUZhenjiang,SHENRongying,XUJitai(1.ShanghaiJiaotongUniv.,StateKeyLab.ofVibration,ShockandNoise,Shanghai200030,China;2.XianTransformerWorks,Xian710077,China)Abstract:Thispaperfocusesonmathematicalmodelofvibrationsofferromagne
4、ticmaterialsundermagnetisation.First,generalmathematicalexpressionofmagneticforcesarepresentedaccordingtotheoryofelectromagneticfield.Then,duetothesymmetryofmagneticcircuitoflargepowerequipments,itssimplifiedmathematicalmodelofmagneticforcesisdiscussed.Afterthat,basedonp
5、hysicalproperty(magnetostriction)offerromagneticmaterialsofelectricmachines,theconceptionofdensityofstrainenergy,quotedfromthetheoryofplastoelasticity,isintroducedtodescribemagneticforcesofmagnetostrictionphenomenon.Attheendofthispaper,basedonitsgeometricalandphysicalfea
6、tures,mechanicalmodelofmagneticmaterialsinelectricmachinesisestablished,andcombinationoftheabovemodelsismadetoformulatetherequiredmodels.Themodels,giveninthispaper,canbeusedtoanalyzevibrationandnoiseofmagneticcircuitoflargepowerequipments.Keywords:sinusoidalmagnetisation;
7、magnetostriction;ferromagneticmaterials;vibrations;mathematicalmodel中所述的建模方法并不仅仅适用于电力变压器,也引言适用于其它与变压器具有相似磁路结构的电力设电力系统中变压器的铁心中分布着正弦交变的备。电磁场,其作用在铁心铁磁材料(硅钢片)上的磁场[1]1磁场力的数学表达力将诱发硅钢片发生振动,这种振动将产生噪声污染。变压器的铁心由硅钢片叠制而成,由于每一叠基于简化的励磁模型,线性、各向同性的铁磁介片都与整个绕组交链,所以各个叠片中的场都相同,质所受的磁场力
8、体积力密度为:因此分析单片硅钢片的振动特性具有重要意义。本1212f=JB-H+H(11)22文将电磁场理论与弹性力学理论相交叉,选取变压式中:f磁场力体积力密
