直流偏磁对变压器运行的影响及应对措施

随着国家对"西电东送"这一重大决策的实施,建设了一大批远距离大功率的输电线路,这些输电线路均采用直流输电的方式。但交、直流混合输电后会对电网和输变电设备产生不利的影响,例如会产生变压器中性点直流偏磁的现象,主要表现为变压器励磁电流、损耗和漏磁通增加,导致变压器局部过热甚至绝缘老化。首先介绍了直流偏磁的概念,在此基础上对直流偏磁产生的原因进行分析,同时探讨了直流偏磁对变压器运行的影响。最后提出了提出抑制直流偏磁的措施,认为较为可行的方法为中性点串接电容和中性点注入反向直流电流法,必要时还可降低变压器的运行工作点作为辅助手段。     

400Hz正弦波逆变电源偏磁控制系统研究

研究了单相桥式正弦波逆变电源产生直流偏磁的原因,对输出变压器产生偏磁的各种情况进行了深入分析,充分地考虑了控制电路、主电路开关管特性不一致、驱动电路、调理电路以及负载扰动对变压器的影响,提出了一种新的偏磁控制系统.实验结果表明,该系统能消除逆变电源各部分所引起的直流偏磁,在400 Hz正弦波逆变电源中具有较高的实用价值.     

级联H桥型多电平逆变器中变压器偏磁抑制控制方法研究

为了抑制级联H桥型逆变器连接变压器时存在的变压器偏磁现象,通过对变压器偏磁现象的形成机理研究,发现变压器原边电压和副边电流的直流分量是造成变压器偏磁现象的主要原因。根据变压器偏磁原因,提出了几种通过抑制逆变器滤波电感电流中直流分量来消除原边电压直流分量的控制策略。通过对比分析发现,电压反馈辅助以滞环控制器和检测电感电流的偏磁抑制控制器的控制策略动态响应较快,偏磁抑制比较彻底。在样机平台上进行了实验,结果表明,偏磁抑制控制器的控制策略可以完全消除级联H桥型逆变器的变压器偏磁现象,并且在投切电阻负载实验中,电压恢复时间仅在20ms以内。     

直流偏磁增大换相失败风险的机理分析及仿真

对直流偏磁、电压畸变导致过零点漂移以及与换相失败的关系进行了分析,指出直流偏磁场景下换流变压器的励磁电流将发生畸变,使得变压器励磁电抗工作在非线性区域,不仅可能引起交流母线电压的畸变以及换相线电压过零点漂移,甚至可能增大换相失败的风险.基于所建立的中国南方电网交直流混联输电系统PSCAD/EMTDC仿真模型,对特高压直流输电双极平衡和大地-单极运行工况下同一故障场景的换相失败风险进行了仿真分析和对比,结果验证了理论分析的正确性.     

不用工频变压器的50 Hz逆变电源

给出一种不用工频变压器的正弦脉动ＰＷＭ逆变电源,减小了逆变器的体积和重量。分析开关电源普遍存在的变压器偏磁和过流保护失效问题,给出较合理的偏磁校正电路和复合型过流保护电路。     

蒙东地区变压器直流偏磁现象检测与抑制方法

直流偏磁是影响变压器正常工作运行的一种典型现象。在分析变压器直流偏磁产生机理的基础上,认为直流输电系统入地电流是产生直流偏磁的主要影响因子。采用开发的直流偏磁带电测试仪和直流偏磁在线监测系统对蒙东地区的变压器中性点直流分量进行了测试。结果表明,蒙东地区变压器中性点直流分量已影响变压器的正常运行。     

基于磁弹性效应的非接触应力传感器

为了对设备实施工况监测和故障诊断,设计了一种基于磁弹性效应的的非接触式应力传感器.论述了这种传感器的结构与工作原理,并导出了其感应电压输出方程.通过试验,分析了传感器励磁电流强度、频率以及测试磁隙等对其输出特性的影响.实测结果表明,这种传感器所能达到的测试精度和灵敏度能够满足一般工程应用要求.     

基于Simplorer的对称半桥变换器仿真及试验验证

为了提高变换器的磁芯利用率,解决偏磁问题,设计了一种对称半桥变换器。首先利用Ansoft公司的集成仿真软件Simplorer进行仿真分析,得出相应的仿真波形。然后按照仿真电路的参数制作出一个大功率对称半桥变换器样机。实测结果表明:输出电流为0～50 A可调,输出电压为84.5 V,效率高达90%。仿真波形和试验实测波形近似吻合,证明本文仿真分析方法的可行性和正确性。对称半桥变换器铁心双向磁化,利用率高,且不存在偏磁现象,具有很强的实用推广价值。     

基于变压器等效电路模型的铁心振动研究

对变压器振动进行理论分析,得出变压器的铁心振动与励磁电流的平方呈线性关系.建立变压器的等效电路模型,通过电路仿真及matlab傅立叶变换输出电流频谱图分析,验证负载电感发生显著变化时,励磁电流高次谐波亦发生了显著变化,且主要集中在奇次谐波部分.理论分析及仿真结果综合表明:随着负载电感显著变化,励磁电流高次谐波发生相应的变化,铁心的振动频谱亦会发生显著变化.     

变压器直流偏磁现象及其抑制措施

对变压器直流偏磁产生的原因及影响进行了分析,对现有的直流偏磁抑制措施及其优缺点分别进行了阐述,并对直流偏磁的研究方向进行了展望。     

钢管磁特性对涡流检测信号影响的仿真研究

基于ANSYS有限元软件,建立了钢管饱和磁化下的涡流检测数值计算模型,研究构件磁导率特性与涡流检测信号的作用机制.鉴于ANSYS软件的谐波分析模块中不能同时施加交直流激励的限制,提出了一种处理磁导率的等效方法——EMP法,将涡流检测交直流激励的非线性模型简化为交流激励的线性模型.采用EMP法计算了钢管磁化后的磁导率、涡...     

基于磁致伸缩效应的管道检测纵向导波模型

基于铁磁性材料在磁场作用下具有的磁、力学特性，推导了磁致伸缩无损检测技术在管道中检测导波模型．在静态偏置磁场和通过传感器激励线圈交变电流形成的交变磁场作用下，管道中产生弹性导波，由弹性导波运动方程，推导其位移表达式，由位移求出应变．根据逆磁致伸缩效应，应变导致磁感应强度的变化，其变化引起穿过接收线圈磁通量的改变从而推导出感应电压表达式．由此建立了作用在激励传感器线圈上的电流与接收传感器输出电压之间的定量关系，为磁致伸缩效应用于无损检测提供了检测理论和技术手段．     

应力对铁磁/反铁磁双层体系交换偏置场的影响

研究在铁磁/反铁磁层体系中,当铁磁层中存在应力时对体系交换偏置场的影响.分别计算了改变应力大小和方向两种情况下,磁滞回线的变化以及偏置场随外磁场角度依赖关系的改变.结果表明:应力场沿着易轴方向时,偏置场随外磁场角度依赖关系表现为随着应力场的增大,偏置场的最大值变大,其最大值所对应的位置逐渐远离易轴.在外磁场与易轴成一定角度时,交换偏置场向左移动,并且阻碍沿磁场方向的磁化随着应力场的增加;当应力场旋转90°时,偏置场随外磁场角度依赖关系表现为随着应力场的增大,偏置场的最大值减小,其最大值所对应的位置逐渐靠近易轴.在外磁场与易轴成一定角度时,交换偏置场向右移动,并且促进沿磁场方向的磁化随着应力场的增加.     

Fe掺杂对Zn1 xCoxO纳米晶体结构及磁性行为的影响

利用溶胶-凝胶法制备了Fe掺杂Zn1 xCoxO(x=001~002)纳米晶体.通过XRD,TEM和VSM对其结构、晶格参数和磁性进行了表征和分析.所有样品都没有检测到非晶态产物以及Fe,Co团簇等第二相,即Fe掺杂没有改变Zn1 xCoxO晶体的纤锌矿型ZnO结构、晶粒度大小以及室温铁磁性.随着Fe掺杂浓度的提高,饱和磁化强度、剩余磁化强度和矫顽力等磁性参数都有相应的改善.Fe掺杂还引起了交换偏置,并且,该现象随着Fe掺杂浓度的提高而增强;但是,单原子Fe对饱和磁化强度的贡献低于单原子Co对自发磁化强度的贡献,这表明Fe,Co共掺杂ZnO材料与Co掺杂ZnO材料的磁性机制有所不同.     

Current-induced domain-wall switching in a ferromagnetic semiconductor structure

Magnetic information storage relies on external magnetic fields to encode logical bits through magnetization reversal. But because the magnetic fields needed to operate ultradense storage devices are too high to generate, magnetization reversal by electrical currents is attracting much interest as a promising alternative encoding method. Indeed, spin-polarized currents can reverse the magnetization direction of nanometre-sized metallic structures through torque; however, the high current densities of 10(7)-10(8) A cm(-2) that are at present required exceed the threshold values tolerated by the metal interconnects of integrated circuits. Encoding magnetic information in metallic systems has also been achieved by manipulating the domain walls at the boundary between regions with different magnetization directions, but the approach again requires high current densities of about 10(7) A cm(-2). Here we demonstrate that, in a ferromagnetic semiconductor structure, magnetization reversal through domain-wall switching can be induced in the absence of a magnetic field using current pulses with densities below 10(5) A cm(-2). The slow switching speed and low ferromagnetic transition temperature of our current system are impractical. But provided these problems can be addressed, magnetic reversal through electric pulses with reduced current densities could provide a route to magnetic information storage applications.     

基于TMS320F28335的新型恒流源偏置磁轴承控制方案设计

介绍了恒流源偏置磁轴承的研究进展,并设计一种新型恒流源偏置电磁轴承控制方案。该方案以TMS320F28335 DSP芯片为控制核心,详细介绍了所用开关功放的电路原理图以及新型恒流源偏置磁轴承的绕组结构与控制原理。研究表明,新型控制方案有助于提高恒流源偏置磁轴承的响应速度和控制精度,有很好的参考价值。     

行波磁场对RH精炼过程混合特性的影响

建立了RH精炼装置内混合行为的数学模型,考察了不同励磁电流参数下行波磁场对RH精炼装置内混合特性的影响.计算结果表明:混匀时间随电流强度的增大而减小,并且近似成线性关系;混匀时间随电流频率的增加先减小后增大,并且在30Hz时达到极小值;在励磁电流强度为200A,频率为10Hz的条件下,在上升管或下降管施加行波磁场混匀时间可缩短9%～17%;在相同操作条件下,在上升管处施加行波磁场混匀时间小于在下降管施加行波磁场的混匀时间;同时在上升管和下降管施加行波磁场,混匀时间可缩短18%～26%;混匀时间随吹氩量的增大而减小,在吹氩量为1600NL/min时混匀时间达到极小值,吹氩量继续增大时,混匀时间反而增大.     

双向激磁的Buck电路

针对单向激磁的Buck电路磁芯得不到充分利用的问题，提出一种采用双向激磁方式增加Buck电路磁芯中磁感应强度动态变化范围的方法，讨论了驱动信号交替方法电路的电压增益、占空比和电感临界值的计算公式，开关频率3．3kHz的试验结果为激磁电流由0．33A降到0．11A。     

超磁致伸缩材料内部磁场与涡流损耗理论分析

在对纵向激励磁场中超磁致伸缩材料进行分析的基础上,利用Maxwell's方程建立了用Bessel函数描述的超磁致伸缩材料内部磁场分布函数,由Bessel函数解析方法确立了超磁致伸缩材料内部磁场Kelvin表达式.通过对材料内部磁场分布的定性分析,得出内部磁场具有典型滞回特性.利用磁能理论对材料内部涡流损耗进行了初步理论分析,得出由Kelvin函数表示的材料内部涡流损耗表达式.并对激励频率、电导率、材料半径等因素对涡流损耗的影响进行了初步讨论,为超磁致伸缩材料参数的选取奠定了基础.