⒚巷 第 6期
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电力变压器铁心磁致伸缩力
的数值计算
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电磁噪声是变压器特别是千
式变压器噪声的主
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方面对变压器进一步降噪
具有重要意义。 ¨ ~冖‘吐艹蜊、山艹磁
系 ,从 而分析磁致伸缩应力
,并非数值计算 ,不 具有
维测量确定硅钢片的磁
·为几个四边形结构对应
J,计算时变压器铁心简
1硅钢片的磁导率各向异
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伸缩应力、应变数值分布 ,
蚤矍乱1霭筵:叟耷瓮芬析计算
方法
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具有普遍应用
性。
2计箅方法分析
21 硅钢片磁致伸缩特 l
铁心磁化发生磁致屮
缩对所受机械应力很敏∫
响不同 ,沿轧制方向磁伙
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帚罹蟊蔹榀缩是指铁磁物质
(磁性材料 )由 于磁
化
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个方向发生变化。组成变
于磁致伸缩材料。在理想 |
忡缩量很小 ,但由于磁繁
凝率发生共振等原因,它在铁客篡皲畏彗屡璧薹絷
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前,对变压器铁心磁致哭纾巴驽昱l帚景兮
已有少量研究高石 芮占未见报
道。两篇文献给出了
⒛磁致伸缩位移量和磁致伸缩力
的值 ,但文献[5]通
过对硅钢片测量建立磁致伸
缩应变与磁场的线性关
国家自然科学晷金
(No511770⒙)资 助
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应力发生变化 ,磁导率随之变化 ,进而影响磁能的大
小。根据虚功原理 ,硅钢片的磁致伸缩力等于因磁致
伸缩效应引起的磁能变化与振动位移的相对变化 ,
单元磁致伸缩力求解
表
关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf
达式如式(10)所 示 :
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将关系式 (3)和式 (11)应 用到(10),得 到有磁阻
张量表示的单元磁致伸缩力方程 :
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公式中 ,l,x′、I/,′ 分别表示轧制方向、垂直轧制方向磁
阻率相对应力的变化 ,求解方法 0A Mohammed在
文献[14]中 有介绍。
单元电磁力的计算方程llq为:
F;w:1u⒄J》:-÷v`岁切uψ t13)
式中 刀——沿单元表面法线方向的单位矢量
,,o-空气磁阻率
3计算结果分析
本文中笔者选用三相三柱电力变压器作为分析
对象,变压器工作在空载状态 ,依据磁路方法采用等
效拼接间隙ε计及搭迭效应阳。采用 FemaP前处理
软件对变压器 2D对称模型进行剖分 ,其铁心尺寸
和剖分结果如图 2所示 ,共含有 6⒛3个单元 ,1195
个节点。
图 2 铁心尺寸和剖分结果示意囡
Fig.2 EⅡagr臼m oFd切ε and mesh oFcore
应变以及铁心边缘处电磁应力等。取铁轭、铁柱与搭
接间隙处的几个单元 ,具体编号和位置如图 3所示 ,
其中单元 12zlu、1338在 铁轭上 ,Z方向是其轧制方
向;单元 38”、41刀 在铁`心柱上 ,y方向是其轧制方
向 ,间 隙所取单元编号为 1737,属 于铁轭与间隙边
界线上的单元。
曰 3 所取单元、区域位Ξ示玄图
ⅡⅡ Dhgmm oFdementand nrea
计算时应力与磁导率的关系参照文献[13]中 的
测量数据 ,从计算结果中提取所选择的单元信息 ,结
果如图4所示 ,其 中间隙单元的电磁应力分布如图4
(a)所示 ;钦心中所选几个单元的磁致伸缩应力、应
变分别如图 4(b)和图 4(c)所示 ,横坐标表示相位
角。
由图 4可知 ,应力、应变周期为磁场周期的一
半 ;硅钢片沿轧制方向的应力、应变远大于沿垂直轧
制方向的应力、应变 ,符合硅钢片磁致伸缩的特性 ,
量级也与测量值相符。电磁应力 X方向为正 ,y方
向为负 ,与理论分析麦克斯韦力分布相同。所以,本
文中所建立求解硅钢片磁致伸缩力和麦克斯韦力的
数值模型是正确的。
如图 3所示 ,铁轭中-区域记为 YRU,铁心右
上侧等效间隙记为 Rgap,硅钢片厚度为 0“mm。单
片硅钢片 YRU磁致伸缩力和 Rgap对铁轭的电磁
力大小分别为图 5、 图 6所示。
磁致伸缩力的计算结果图 5的分布规律与文
献[61计 算结果相同 ,数值大小由于计算所选铁心尺
寸、区域大小以及硅钢片数目、厚度不同而不同。图
6所示电磁力的计算结果表明间隙对铁轭具有向
下、向右的作用力 ,根 据文献[14]分 析 ,其结果也是
正确的。显然 ,磁致伸缩力大于电磁力 ,两者的作用
方向在不同相位时并不完全相同,换 而肓之 ,铁 `心的
振动并非各自振动之和,有时两者会有相互减弱的
效果。
4结论
文中笔者根据电磁场理论和弹性力学理论,建
有限元数值求解程序采用 几nran语言来实现 ,
可艹算得到每个单元的磁感应强度、磁致伸缩应力、
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Abed N study of the inveBe
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祝丽花(19弘 ),女 ,河 南虞城人 ,河 北
工业大学电气工程学院博士生 ,主要
从事电工硅钢片磁致伸缩的测量、数 '
值计算及其降噪方面的研究。
收和 日期 :2011-1I~22
oF magne1l,slnCˉ
steel sheets[Cl
Ⅱsl颜威利,扬 庆新,汪 友华 电气工程电磁场数值分析【M]
北京 :机械工业出版社2∞5
Ⅱ研 辜承林,周 可定,李 郎如 电力变压器铁芯磁场和损耗分
布的三维数值方法与实施 田 中囡 电机工程学报 ,】992,12ls》1-9
作者简介 :
山东电力设备公司首台±400kV换流变压器研制成功
电低端换流变压器
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
制造技术 ,为 加快特高压直流输 电技
术研发奠定 了坚实基础 ,向 “交直流、全系列、全 电压”研发 目
标迈出了崭新步伐。
公 司将 以此次换流变压器研制成功为契机 ,大 力 弘扬“努力超越 、追求卓越”的企业精神 ,加 怏推进特高压并联 电
抗器、平波电抗器、全系列换流变压於、智能变压器等技术研
发 ,为 打造“国际一流、国内领先输变电装备企业为而不懈奋
斗。
VA/10ookV特南压 自耦变压器先后一次研制成功后
I盂量雾臂空翳套莹严
’创逵了世界特商压交直流变压器
该产品的研制成功,标志着公司掌握了±800kV直流输