非晶合金铁心损耗与磁致伸缩特性测量与模拟

迟青光 张艳丽 陈吉超 张殿海 赫荣臻

（1. 沈阳工业大学教育部特种电机与高压电器重点实验室 沈阳 110870 2. 大连交通大学电气信息工程学院 大连 116300 3. 中车大连机车车辆有限公司 大连 116300）

0 引言

近年来，电力机车正朝着小型化、轻量化、低损耗和低噪声的方向发展。为了减小电力机车上各电气设备的体积和质量，逐渐考虑将中高频变压器技术引入到电力机车用变压器设计中去，通过提高频率的方法来减小变压器的整体质量及体积[1]。铁心材料作为中高频变压器的关键部件，其性能好坏决定了变压器的运行性能。目前为止，常用的中高频铁心材料有铁氧体、非晶合金、纳米晶体等。对于铁心材料的性能研究主要是对其进行磁性能研究。铁心材料的磁性能包括损耗特性和磁致伸缩特性。

铁心损耗特性是评价变压器运行效率好坏的重要依据。现有计算铁心损耗的方法大致可以概括为三种：①损耗分离法。比较有代表性的是Bertotti损耗三项式模型[2-4]，铁心损耗被看作是磁滞损耗、涡流损耗和异常损耗三者之和。②磁滞模型法。如Preisach模型、Jiles-Atherton（J-A）模型[5]。③基于斯坦梅兹方程的经验公式[6]。斯坦梅兹经验公式由于结构相对简单，便于计算，准确度高，是目前较为常用的损耗计算公式。斯坦梅兹公式是基于正弦波激励推导拟合的损耗计算公式，若要将它应用于非正弦激励，则需对其进行相应的改进。近年来，国内外学者对斯坦梅兹经验公式进行了改进。考虑到铁心的损耗除了与磁通密度的幅值B有关以外，还与磁通密度的变化率（dB/dt）有关，提出了斯坦梅兹修正公式[7-8]。……