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EMA電科院楊富堯等工作：非晶合金-取向硅鋼混合磁路鐵心磁場特性研究

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期：2025-03-24  瀏覽次數(shù)：2745
在我國輸配電系統(tǒng)中，配電網(wǎng)損耗占總電網(wǎng)損耗的3/4以上，其中配電變壓器作為基礎電力設備，在電網(wǎng)變壓器總數(shù)中占比最大，降低配電變壓器鐵心損耗是降低整個系統(tǒng)損耗的有效途徑。非晶合金和取向硅鋼是制備變壓器鐵心常用的軟磁材料，但采用單一硅鋼或者非晶制備的鐵心難以兼顧高設計磁密、低空載損耗特點。為此，設計出綜合非晶和取向硅鋼各自優(yōu)點的混合磁路鐵心，對提高配電變壓器鐵心飽和磁感應強度以及降低配電變壓器鐵心損耗具有重要意義。

日前，中國電力科學研究院楊富堯等人設計出以內層硅鋼、外層非晶為基礎的混合磁路鐵心結構。通過揭示混合磁路鐵心磁性能匹配規(guī)律，為混合磁路配電變壓器鐵心研制提供依據(jù)。相關研究成果以“Research on magnetic field characteristics of amorphous alloy and grain-oriented silicon steel hybrid magnetic circuit iron cor”為題在Electrical Materials and Applications上發(fā)表。研究人員設計并研制出一種非晶合金-取向硅鋼混合磁路鐵心，來探究非晶合金與取向硅鋼不同配比下的磁性能匹配規(guī)律。

根據(jù)非晶合金-取向硅鋼鐵心磁性能對比特性，建立了非晶合金-取向硅鋼混合磁路鐵心等效雙非線性磁路模型，接著設計出以內層硅鋼、外層非晶為基礎的混合磁路鐵心結構，采用自研非晶材料制備了不同材料占比的六種混合磁路鐵心模型，對其進行仿真分析，獲得混合磁路鐵心磁密分布，仿真結果初步驗證了取向硅鋼和非晶合金材料占比對磁密分布結果會造成一定的影響。

根據(jù)設計結果，利用磁特性測量平臺對制備的六種混合磁路鐵心進行測量，可知在整體鐵心處于低磁密情況下，非晶合金的磁密高于取向硅鋼的磁密；而隨著磁密逐漸增加，超過某一臨界點后，取向硅鋼的磁密開始超過非晶合金的磁密。所以，為了防止非晶合金出現(xiàn)過飽和現(xiàn)象，應將混合磁路鐵心的工作點設計高于臨界點。在平均磁密一定的情形下，對不同硅鋼占比的磁通密度分布進行了分析。

當平均磁密超過0.7T時，取向硅鋼的磁通密度隨著占比的增大而減小。最后將平均磁密1.2T下的仿真和實驗結果進行對比，最大平均相對誤差出現(xiàn)在No5模型的非晶上，僅為7.93%，硅鋼的平均相對誤差最大僅為3.69%，證明仿真方法的有效性。的確，非晶合金和取向硅鋼混合磁路鐵心在變壓器應用是積極嘗試。國內外也有科研工作者和企業(yè)在非晶電機鐵心制備上也采用非晶合金和無取向硅鋼融合設計，取長補短，取得意想不到的效果。當前，非晶電機產(chǎn)業(yè)發(fā)展進入快速發(fā)展通道。4月17日將在廣州舉辦的非晶電機研討會，全方位介紹非晶電機產(chǎn)業(yè)最新進展和應用方向。

特別提示：本信息由相關企業(yè)自行提供，真實性未證實，僅供參考。請謹慎采用，風險自負。


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