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| 1 | 基于磁致伸缩本征特性的晶粒取向性变压器铁心振动模型显示文摘硅钢片磁致伸缩引起的铁心振动是变压器噪声的主要来源。为研究由该振动引起的噪声分布并为降噪提供依据,必须对硅钢片的磁致伸缩现象有一个清楚的认识。不同于以往通过实验数据拟合得到磁致伸缩经验公式模型的方法,该文从磁致伸缩的物理发生机制出发,建立了适用于晶粒取向性硅钢片的磁致伸缩本质模型,该模型综合考虑了磁场和外应力对磁致伸缩现象的影响,为准确模拟实际变压器铁心的磁致伸缩提供了理论依据。基于磁致伸缩本质模型,利用弹性力学相关理论,进一步建立了变压器铁心的振动模型,并利用有限元软件ANSYS进行了仿真分析。仿真结果表明,所建立的模型可准确模拟磁致伸缩引起的铁心变形,为后续的噪声分析打下了良好的基础。 | 张黎 王国政 董攀婷 邹亮 赵彤 | 2016 | 中国电机工程学报2016，36，14： | 55 |
| 2 | 直流偏磁磁场对硅钢片磁致伸缩特性的影响分析显示文摘直流偏磁条件下电力变压器铁心的振动噪声明显加剧,铁心的磁致伸缩效应是其主要原因之一。目前有关直流偏磁磁场对硅钢片磁致伸缩特性的影响规律尚不完全清楚,亟需从实验测量角度定性地分析其影响规律,为建立有效地减小电力变压器铁心振动噪声的方法提供参考。该文在一台精度为10nm/m的激光位移磁致伸缩测试系统上,对不同直流偏磁磁场下取向硅钢片的磁致伸缩特性进行实验研究,对比分析交变磁化及直流偏磁磁化在磁场饱和前后对磁致伸缩波形形状、峰峰值的影响规律,并将测量结果应用于一台电力变压器铁心的振动位移分析。结果表明:直流偏磁磁场使磁致伸缩回环失去原有的对称性,这种影响会随着磁场饱和程度的增加逐渐减弱;随着偏磁磁场的增加,磁致伸缩峰峰值增大,硅钢片的形变加剧。 | 张艳丽 王佳音 白保东 谢德馨 | 2016 | 中国电机工程学报2016，36，15： | 41 |
| 3 | 并联电抗器与变压器模型铁心振动仿真与试验对比显示文摘基于磁致伸缩测量装置及爱波斯坦方圈测量单片硅钢片轧制方向(RD)与垂直于轧制方向(TD)的磁致伸缩及磁化特性,采用正交插值法计算开有气隙的并联电抗器模型铁心及尺寸相同无气隙的变压器模型铁心的磁致伸缩应变。同时考虑磁致伸缩及麦克斯韦力的影响,通过仿真软件对不同激励电压下并联电抗器与变压器模型铁心的振动进行仿真分析。然后单独考虑麦克斯韦力的影响,对上述两个模型铁心振动进行计算,并与考虑磁致伸缩与麦克斯韦力同时作用下的铁心振动进行定量化对比分析。结果表明,麦克斯韦力是无气隙垫块的并联电抗器模型铁心振动的主要原因,而其对变压器模型铁心振动的影响可以忽略。最后搭建上述两个模型铁心振动测量试验平台,试验结果与仿真结果具有良好的一致性。 | 张鹏宁 李琳 程志光 田聪 刘洋 | 2018 | 电工技术学报2018，33，22： | 48 |
| 4 | 电力变压器振动与噪声及其控制措施研究现状与展望显示文摘随着电网系统的快速发展,大容量、高电压电力变压器不断增多,其振动与噪声对设备自身及周边居民的健康造成的影响日益凸显,因此变压器振动与噪声及其控制受到了国内外学者的广泛关注。文中从变压器振动噪声机理、特性、影响因素以及控制措施等方面对国内外研究进展进行综述。分析了硅钢片的磁致伸缩特性及Maxwell应力特性,得出铁心振动噪声的主要来源及数学模型;根据绕组磁场分布及受力分布,分析了绕组轴向及幅向振动特性及数学模型;总结了冷却设备等部件的振动特性。从振动产生、传递到噪声辐射等过程分析了变压器传播特性。从激励-模态-振动-噪声入手,在源、传递路径两方面对减振降噪措施进行了总结。对未来研究重心进行了展望,包括:绕组振动数学模型的完善;铁心和绕组振动的相互影响;仿真研究的完善;基于调整模态特性的变压器减振降噪措施研究;测量手段的多样化。 | 汲胜昌 师愉航 张凡 陆伟锋 | 2019 | 高压电器2019，55，11： | 38 |
| 5 | 谐波磁场下硅钢片磁致伸缩特性分析显示文摘非线性负荷接入电网会导致变压器和电机铁心磁场含有谐波,谐波的存在加剧了铁心的振动噪声。鉴于目前谐波磁场对硅钢片磁致伸缩特性影响的基础研究还比较缺乏,本文利用一台精度为10nm/m的单片电工钢片磁致伸缩测量装置,通过控制励磁磁场中三次谐波的幅值和相位,测量了无取向电工钢片的磁致伸缩波形曲线,讨论了磁场谐波成分的增加对磁致伸缩四次和六次谐波的影响。在此基础上,通过A计权特性计算了谐波磁场下磁致伸缩引起的电工钢片噪声分贝值,给出了描述谐波磁场与磁致伸缩及其对应噪声分贝值关系的二维曲面。最后,提出采用磁弹性间接耦合方法仿真分析了一台永磁同步电机铁心的磁致伸缩形变及其对应的噪声分布。所得测量数据及仿真结果可为准确分析电机铁心磁致伸缩引起的振动噪声提供参考。 | 张艳丽 李强 王洋洋 张殿海 任自艳 白保东 谢德馨 | 2015 | 电工技术学报2015，30，14： | 27 |
| 6 | 非晶合金电机振动噪声影响因素的研究显示文摘磁致伸缩和叠压影响是引起非晶合金变压器振动噪声的主要原因,而在硅钢片电机的振动噪声计算中这两种因素经常被忽略。为此本文对非晶合金电机振动噪声影响因素进行了深入研究。首先,基于压磁方程建立了磁—机械耦合数学模型。以一台2.1k W非晶合金永磁电机为例,考虑磁致伸缩和叠压影响,应用二维有限元计算了该电机在不同供电条件下的磁场分布、形变和振动加速度。在此基础上分析了定子铁心周围声场分布,通过实验验证了计算方法的有效性。之后,通过电磁力、磁致伸缩和叠压三种影响因素对硅钢片电机和非晶合金电机振动噪声影响的研究发现:磁致伸缩对硅钢片电机的振动噪声影响较小;磁致伸缩和叠压影响对非晶合金电机振动噪声影响较大,在计算非晶合金电机振动噪声时磁致伸缩和叠压影响不能被忽略。 | 韩雪岩 赵森磊 周挺 吴胜男 张哲 | 2015 | 电工技术学报2015，30，14： | 23 |
| 7 | 无取向硅钢片各向异性磁致伸缩特性模拟显示文摘基于一维磁致伸缩测量装置,提出了单片无取向硅钢片任意方向磁致伸缩特性的测量方法,得到了材料不同磁化方向上磁致伸缩回环,并提取了描述磁致伸缩特性的单值曲线。建立了描述磁致伸缩与磁场关系的?-(?B,Bmax)磁致伸缩数学模型,给出了由测量数据拟合得到的二维磁致伸缩特性曲面。基于Fortran语言编制了耦合上述磁致伸缩模型的有限元计算程序,并分析了一台同步发电机定子铁心的磁致伸缩。研究表明,无取向硅钢片具有任意方向各向异性的磁致伸缩特性,而该文提出的磁致伸缩测试方法和数学模型可以有效地分析硅钢片磁致伸缩各向异性特性。 | 张艳丽 孙小光 谢德馨 白保东 张殿海 任自艳 | 2014 | 中国电机工程学报2014，34，27： | 21 |
| 8 | 超高压变压器铁芯硅钢片磁致伸缩力数值计算显示文摘超高压电力变压器本体振动噪声主要来源于铁芯磁致伸缩,为了准确计算变压器铁芯磁致伸缩效应,提出了基于磁致伸缩力–热应力比拟的数值计算方法。首先采用ANSYS有限元分析软件建立电力变压器3维瞬态电磁场数值计算分析模型,通过求解提取铁芯每个节点不同时刻的的磁密值;其次根据磁致伸缩力–热应力的比拟,加载试验测得的硅钢片磁致伸缩特性曲线,计算得到铁芯不同时刻各个节点的磁致伸缩力;然后将铁芯磁致伸缩力导入到结构场和声场计算模型中,求得铁芯本体的振动位移及其声压分布;最后对通过减小磁密来降低铁芯本体振动噪声的效果进行了分析,并对比了不同磁密下铁芯本体振动噪声的强度与分布,证明了该方法的有效性,对比结果表明铁芯磁密降低0.05 T,其声压最大值降低约1.26 d B。 | 韩芳旭 李岩 井永腾 王欢 | 2017 | 高电压技术2017，43，3： | 21 |
| 9 | 电力变压器噪声分析及控制技术研究综述显示文摘针对电力变压器运行产生的噪声问题,从变压器噪声的产生机理和传播途径入手,阐述了变压器噪声控制的重要性,总结了变压器噪声水平的测定方法,介绍了降低变压器噪声的控制策略。在变压器制造工艺方面,建议使用优质硅钢片作为铁心材料,并在设计、制造和安装变压器过程中采取有效降噪措施。在噪声传播途径方面,可采用安装减振底座、消声器、隔音板和隔离间等被动降噪措施,以及以有源降噪技术为主的主动降噪措施。对于换流变压器,可利用滤波技术从源头抑制噪声。 | 许卫东 王林富 汪进 壮定军 张敬敏 章聪 杨慧敏 黎灿兵 | 2020 | 广东电力2020，33，8： | 19 |
| 10 | 应用磁–机械耦合场频域解法的铁芯直流偏磁振动特性分析显示文摘为了探究直流偏磁下叠片铁芯的振动特性,首先采用一台基于激光多普勒效应的磁致伸缩测量系统对取向硅钢片在有、无直流偏磁条件下的磁致伸缩特性进行测量,分析直流偏磁对磁致伸缩的影响。其次对三柱叠片铁芯模型在直流偏磁工况下进行实验,用激光测振仪测量铁芯振动。最后建立磁–机械耦合场的频域数值模型,基于谐波平衡法对非线性磁场和位移进行求解,将测量结果和计算结果相比较,验证了所提数值模型及频域分解算法的有效性。计算结果表明直流偏磁不但加剧了变压器铁芯振动,还会影响其振动频率。 | 赵小军 杜雨彤 刘洋 杜振斌 赵志刚 刘兰荣 | 2020 | 高电压技术2020，46，4： | 18 |
| 11 | 电抗器铁芯振动噪声的多场耦合分析方法显示文摘针对电抗器铁芯磁致伸缩导致的振动噪声问题,提出在瞬态电磁场方程和结构力场方程及声场方程的基础上建立物理模型。从多物理场耦合的角度,对一台三相串联铁芯电抗器的磁场分布、铁芯磁致伸缩位移、铁饼间的麦克斯韦力、应力和声压级进行计算。对磁致伸缩和麦克斯韦力作用下的振动位移和声场分布分别分析,得出磁致伸缩是电抗器铁芯振动的主要原因。实验研究表明,增加修正系数后的电抗器振动噪声仿真结果与实测得到的电抗器振动噪声基本一致,满足工程需要,证实多场耦合分析方法可用于电抗器设计阶段对铁芯噪声进行预估。 | 刘骥 张明泽 李凯 赵东旭 黄玲 | 2016 | 电机与控制学报2016，20，9： | 16 |
| 12 | 电抗器铁芯振动噪声多物理场研究显示文摘在磁致伸缩和麦克斯韦方程相关理论研究的基础上,采用有限元方法利用有限元软件COMSOL,在瞬态电磁场耦合、结构力场耦合以及声场耦合基础上建立了一台三相串联铁芯电抗器模型,针对三相串联铁芯电抗器在工频工作状态下的磁场分布、铁芯磁致伸缩位移、铁饼间的麦克斯韦力位移和声压级进行分析研究。根据仿真中电抗器的瞬态磁场分布,得到电抗器内部磁通密度分布、振动位移分布,进而得到声场分布。实验表明,多物理场仿真得到的结果与实测数据基本一致,证实运用多物理场耦合对噪声进行预估是一种有效的方法。 | 刘骥 何亚倩 李凯 | 2017 | 哈尔滨理工大学学报2017，22，1： | 13 |
| 13 | 磁致伸缩对变频器供电永磁电机振动噪声影响显示文摘为了研究变频器供电下磁致伸缩现象对电机振动噪声的影响,以一台2.1k W永磁电机为例,应用有限元计算了不同工作频率下的磁场分布和铁心振动位移,在此基础上分析了铁心周围的声场分布,并对该电机的噪声进行了试验研究。通过理论计算与测量结果的比较,验证该计算方法的正确性,为在设计阶段计算永磁电机振动噪声大小、分布和寻求新的降噪措施,提供了理论依据和计算方法。 | 韩雪岩 张哲 吴胜男 陈健 | 2015 | 电机与控制学报2015，19，4： | 12 |
| 14 | 交变磁化下电工钢片的矢量磁致伸缩特性显示文摘随着超大容量电机和变压器铁心尺寸的增大,电工钢片磁致伸缩效应会加剧铁心的振动和噪声。为研究交变磁化下电工钢片的磁致伸缩特性,改进了传统单片电工钢片磁致伸缩特性测量装置,提出了"三轴激光"法测量电工钢片在0°~90°不同磁化方向下的矢量磁致伸缩特性。研究了磁致伸缩主应变与磁化方向及磁化强度之间的关系。提出描述电工钢片磁致伸缩主应变与磁通密度之间关系的矢量模型,建立了插值曲面,并与有限元计算结合分析了一台永磁同步电动机定子铁心磁致伸缩现象。研究表明,磁致伸缩主应变方向偏离磁化方向,该文所提出的测量和仿真方法可以有效地研究电机铁心的矢量磁致伸缩效应。 | 张艳丽 王洋洋 张殿海 任自艳 谢德馨 白保东 夏加宽 | 2016 | 中国电机工程学报2016，36，4： | 11 |
| 15 | 考虑力-磁耦合效应的无取向电工钢片磁致伸缩模型的改进显示文摘硅钢铁心结构的振动噪声成为制约电工装备节能化发展的瓶颈问题。采用夹紧措施可抑制铁心振动,但夹紧力会改变铁心磁性能,且施加不当可导致铁心振动加剧甚至损坏,原因为应力使硅钢材料磁畴产生旋转和壁移,引起磁致伸缩饱和,造成振动加剧。因此,为了实现硅钢铁心应力加载问题的准确预测,需建立基于应力下饱和磁畴壁移效应的电工钢片磁致伸缩模型。首先,该文提出基于力-磁耦合效应的磁致伸缩改进模型,并通过耦合Weiss分子场、退磁系数和钉扎效应参数考虑磁致伸缩的滞回特性;然后,测量无取向电工钢片的磁滞和磁致伸缩回线,提取控制饱和磁畴壁移的磁场和形变等模型参数;最后,编程实现模型的仿真,通过对比仿真及实验的磁致伸缩应变曲线,验证模型的准确性。 | 贲彤 陈芳媛 陈龙 闫荣格 | 2021 | 中国电机工程学报2021，41，15： | 9 |
| 16 | 直流偏磁下硅钢片磁致伸缩和叠片铁心振动特性的试验研究显示文摘采用基于激光位移反射原理的磁-弹特性测量系统,对取向硅钢片进行了测试,得到了直流偏磁下的磁致伸缩曲线,分析了直流偏磁对取向硅钢片振动、噪声特性的影响。 | 陈庆涛 吴兴旺 丁国成 杨海涛 赵小军 杜海泉 | 2019 | 变压器2019，56，6： | 7 |
| 17 | 面向电力电子变压器的高频变压器技术显示文摘在实际工程中,电力电子变压器已经逐渐成为新能源电网等诸多领域不可或缺的重要组成部分,针对其中的关键设备(高频变压器)的研究也变得越来越重要。首先,详细分析了高频变压器损耗特性的产生原因和计算方法,归纳了减小损耗的措施;其次,对高频变压器中寄生参数进行了分析,梳理和概括了漏电感和寄生电容的产生原因,并分析了削弱漏电感的手段;再次,总结了高频变压器的优化设计方法;最后,研究和分析了非正弦激励下非晶高频变压器的振动噪声特性,为研究者和生产者对高效率、低噪声高频变压器的研究提供借鉴和参考。 | 张鹏宁 向雪岩 李伟 李博凡 李磊 曹清山 | 2022 | 高电压技术2022，48，12： | 4 |
| 18 | 无取向电工钢片旋转磁致伸缩的动态测量与分析(英文)显示文摘无取向电工钢片旋转磁致伸缩的准确测量对减小电机铁心的振动研究具有重要意义。本文利用二维磁特性装置和玫花型电阻应变计开发了一台用于研究电工钢片旋转磁致伸缩特性的实验测试系统。讨论了应变计在样片尺寸及其粘贴位置的变化对测量结果的影响,分析了一个磁化周期内旋转磁致伸缩的动态特性,仿真计算了一台同步发电机铁心的磁致伸缩变形。研究表明,电工钢片旋转磁致伸缩特性大于交变磁化引起的磁致伸缩,而旋转磁化轨迹决定了旋转磁致伸缩的特性。 | 王园弟 张艳丽 张殿海 任自艳 谢德馨 | 2018 | 电工技术学报2018，33，12： | 3 |
| 19 | 基于磁畴能量最小化原理的电工钢片磁滞模型显示文摘随着大量非线性负荷接入电网,电力变压器铁心更加频繁地工作在谐波、直流偏磁等非标准磁化条件下,传统磁滞模型由于缺少对材料磁化物理机理的深入研究,导致在模拟实际工况下铁心材料磁特性时精度受到限制。本文基于磁光克尔效应磁畴动态观测仪,观察了电工钢片在外磁场磁化过程中磁畴畴壁运动变化,从磁化过程中磁畴运动机理出发,建立了包含有多个磁畴能量的物理模型,并基于总磁能局部最小化原理得到磁畴的磁化状态公式,求得磁畴体积以及磁矩方向的变化。通过测量数据拟合模型参数后,得到电工钢片交变磁化下一系列磁滞回环,并与实验测得结果进行了对比分析,证明该模型能够有效的模拟交变磁化下的磁滞曲线。本文研究结果为进一步实现实际工况下电工设备铁心材料复杂磁特性物理模型的研究打下基础。 | 张文杰 张艳丽 姜伟 夏斌 谢德馨 | 2019 | 电工技术学报2019，34，A01： | 3 |
| 20 | 考虑磁致伸缩效应的永磁同步电机磁-机械耦合模型显示文摘在永磁同步电机振动噪声的计算过程中,需考虑磁致伸缩效应的影响。建立了考虑磁致伸缩效应的定子铁心磁-机耦合模型,解析计算了电磁力密度及磁致伸缩力密度。数值计算了定子振动位移、振动速度和声压分布。所得结果与定子铁心在电磁力单独作用下的振动噪声响应进行了对比。在考虑磁致伸缩效应时,定子齿径向力密度幅值比电磁力单独作用时增加了13.1%,定子铁心的变形量比电磁力单独作用时变形量增加了13.4%,声压级也明显增加。对比表明,磁致伸缩效应对于电机振动噪声有重要贡献。在低噪声永磁同步电机的研发设计阶段,不能忽略磁致伸缩效应的影响。 | 夏林 于慎波 窦汝桐 夏鹏澎 | 2020 | 微特电机2020，48，6： | 3 |
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