[发明专利]一种直流偏磁条件下铁磁材料的磁滞特性模拟分析系统和方法

说明书

本发明涉及一种直流偏磁条件下铁磁材料的磁滞特性模拟分析系统和方法，所述方法包括：生成一阶回转曲线，并显示所述生成的一阶回转曲线；利用生成的一阶回转曲线进行模型参数辨识和磁滞特性模拟分析。本发明仅需极限磁滞回线的实验数据，所需实验数据少，避免了复杂的实验设计和测量工作以及由此造成的低效和误差，有效提高生成的直流偏磁条件下铁磁材料一阶回转曲线及Preisach磁滞模型模拟结果的准确性。同时还可以预测高阶回转曲线，使得磁滞特性的模拟分析更加准确和多样化。

技术领域

本发明属于铁磁材料磁滞特性研究领域，尤其涉及一种直流偏磁条件下铁磁材料的磁滞特性模拟分析系统和方法。

背景技术

磁滞现象是磁性材料固有的重要特征之一，不同磁性材料的磁滞特性主要通过该材料的磁滞回线形状和影响参数来表现。而磁性材料几乎存在于所有的电气设备中，如电力系统中变压器的铁心，发电机、电子线路中的电感线圈等，由于在铁磁材料内部存在磁滞现象和涡流现象，当内部磁场随时间变化时，便会产生铁耗，从而影响电气设备的运行性能。

实际运行中的电力变压器，由于磁暴以及直流输电的影响，会发生直流偏磁现象，从而导致变压器运行性能降低、运行噪声加大、结构件和箱体的局部过热，对变压器的稳定安全运行更为不利。因此，深入分析铁磁材料在直流偏磁条件下的磁滞特性及损耗特性，有助于直流偏磁问题的研究和解决。

Preisach模型是研究磁性材料磁滞特性、损耗特性的重要数学模型，一阶回转曲线是进行其参数辨识的重要数据，一般通过测量得到。相关的实验研究表明，与无偏磁条件下铁磁材料的磁滞特性相比，直流偏磁磁滞回线不再对称，直流偏磁磁化曲线在一、三象限不对称且不再通过原点，因此直流偏磁一阶回转曲线也必然与无偏磁一阶回转曲线不同。而在实际应用中，一阶回转曲线的测量工作十分复杂繁琐，并且测量实验本身也会对结果造成误差，因此找到一个利用尽可能少量的实验数据来获得准确有效的直流偏磁一阶回转曲线，建立Preisach模型，将使直流偏磁条件下磁滞模拟结果更加准确，对实现Preisach模型的参数辨识十分具有实际意义。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，提供一种直流偏磁条件下铁磁材料的磁滞特性模拟分析系统和方法，通过本发明提供的模拟分析系统和方法，能够利用少量的实验数据来获得准确有效的直流偏磁一阶回转曲线，磁滞模拟分析结果更加准确，同时还可以预测高阶回转曲线，使得磁滞特性的模拟分析更加准确和多样化。

为实现上述目的本发明提供一种直流偏磁条件下铁磁材料的磁滞特性模拟分析系统，所述系统包括：

生成显示模块，用于生成一阶回转曲线，并显示所述生成的一阶回转曲线；

模拟分析模块，利用生成的一阶回转曲线进行模型参数辨识和磁滞特性模拟分析。

根据本发明的另一个方面，所述生成显示模块包括回转点确定子模块，用于确定一阶回转曲线的回转点位置，得到曲线上任一点处磁场强度，所述一阶回转曲线回转点位置如下：

所述一阶回转曲线回转点R对应的极限磁滞回线水平宽度，即磁场强度差值ΔH_rev如下：

ΔH_rev＝H_a(B_R)-H_d(B_R) (1)

其中，H_a(B)为极限磁滞回线上升支磁场强度；H_d(B)为极限磁滞回线下降支磁场强度；H_a(B_R)、H_d(B_R)分别为回转点R对应的极限磁滞回线上升支和下降支磁场强度；

所述一阶回转曲线回转点R与正深度饱和点T之间的垂直宽度，即磁感应强度差值ΔB_rev如下：