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      硅鋼片耐壓理論分析

      作者:威博特鐵芯   發布時間:2019-03-30 15:01:27 瀏覽次數:
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      1、準靜態場
          根據激勵源頻率的不同,時變電磁場可分為高頻電磁場和低頻電磁場,對于低頻電磁場,由于電磁場量隨時間t變化緩慢,在工程計算中通常忽略二次源的影響忽略∂B/∂t或者∂D/∂t,從而將時變電磁場簡化為電準靜態場或者磁準靜態場。變壓器和電抗器鐵芯中的渦流問題即屬于典型的磁準靜態場,忽略了位移電流的影響,而僅考慮傳導電流,此時磁場和電場分別滿足如下方程

      式中:H為磁場強度,Jc為傳導電流,B為磁感應強度,E為電場強度,D為電位移矢量,ρ為電荷體密度。渦流問題可通過求解上述矢量方程得到解決,為簡化計算也可以引入位函數進行求解。

      2、耐壓公式推導
          高頻下硅鋼片中的渦流電流會出現嚴重的肌膚效應,大部分渦流電流沿著硅鋼片的外表層流動,如圖3a 所示。為便于分析,忽略電磁波的投入深度,即認為電流僅沿著硅鋼片表面流動,從而將渦流體電流Je等效為線電流ie,見圖3b,兩疊片之間的電場如圖3c所示。
          假設單片硅鋼片的渦流電動勢為u1,等效渦流電阻為Re,則渦流等效電路分析模型如圖4a所示,該電路模型可進一步等效簡化,如圖4b所示,此時絕緣兩側承受的電壓應力嚴酷。
          對于單片硅鋼片,其截面上的感應電勢可按下式計算
      式(3)中,S為單片硅鋼片的導磁截面積,Bn為磁通密度在S截面上的法向分量。
          設飽和電抗器線圈的勵磁端電壓為u2,根據電磁感應定律,u2應等于所有硅鋼片產生的感應電勢之和,即:
       
      上式中,n為鐵芯對數,N2為線圈匝數,N1為硅鋼疊片數。聯立(3)和(4)可知,單片硅鋼片內感應電勢u1與線圈端電壓u2的關系為

       




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