CN108491568A - 一种取向硅钢叠片损耗计算方法及系统 - Google Patents
一种取向硅钢叠片损耗计算方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种取向硅钢叠片损耗计算方法及系统，该取向硅钢叠片损耗计算方法包括：获取待测磁化工况信息、取向硅钢叠片的总有效质量m和取向硅钢叠片的单片厚度d、温度T及密度ρ；获取磁化工况中波形为正弦时取向硅钢叠片的比总损耗测试数据，并根据比总损耗测试数据确定磁滞损耗计算系数；根据计算系数及待测磁化工况信息，计算取向硅钢叠片的磁滞损耗；根据待测磁化工况信息、单片厚度d、温度T及密度ρ，计算取向硅钢叠片的涡流损耗；根据总有效质量m、磁滞损耗及涡流损耗计算取向硅钢叠片的总损耗。通过实施本发明，提高了计算结果的准确度，从而为取向硅钢叠片的科学研究及实际应用提供准确的数据基础。
Description
技术领域
本发明涉及电工装备运行和制造领域，具体涉及一种取向硅钢叠片损耗计算方法及系统。
背景技术
取向硅钢叠片具备高导磁，低损耗的特点，广泛应用于电工装备铁心结构的设计及制造中，准确确定取向硅钢叠片的损耗对铁心的优化设计至关重要，直接影响电工装备的节能降耗。
取向硅钢叠片的损耗与电工装备的运行工况密切相关，准确分析其在多物理场作用下的损耗并非易事，需要考虑温度、磁化条件等多因素耦合的影响。在实际应用中，磁化工况中的波形即可能是正弦磁化条件也可能是非正弦磁化条件，现有取向硅钢叠片损耗计算方法多是针对正弦磁化条件建立的，并且未考虑温度耦合的影响；而对不同温度条件下取向硅钢叠片损耗的研究，多集中在损耗测量以及实验研究方面，重点考察的是不同温度条件下取向硅钢叠片损耗的变化规律。目前尚未建立包含温度以及磁化工况耦合影响的取向硅钢叠片损耗的计算方法。由于考虑因素不全，可能导致计算结果误差较大。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中取向硅钢叠片的损耗计算方法中仅计算正弦磁化条件下的损耗，忽视了温度及非正弦磁化条件的影响，可能导致计算结果误差较大等问题。
根据第一方面，本发明实施例提供了一种取向硅钢叠片损耗计算方法，包括：获取待测磁化工况信息、取向硅钢叠片的总有效质量m和所述取向硅钢叠片的单片厚度d、温度T及密度ρ；获取磁化工况中波形为正弦时所述取向硅钢叠片的比总损耗测试数据，并根据所述比总损耗测试数据确定磁滞损耗计算系数；根据所述计算系数及所述待测磁化工况信息，计算所述取向硅钢叠片的磁滞损耗；根据所述待测磁化工况信息、单片厚度d、温度T及密度ρ，计算所述取向硅钢叠片的涡流损耗；根据所述总有效质量m、所述磁滞损耗及所述涡流损耗计算所述取向硅钢叠片的总损耗。
结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，所述获取磁化工况中波形为正弦时所述取向硅钢叠片的比总损耗测试数据，并根据所述比总损耗测试数据确定磁滞损耗计算系数，包括：获取多个频率下所对应的涡流损耗的计算值；根据所述比总损耗测试数据及各所述计算值，得到各所述频率所对应的磁滞损耗的测量值；根据各所述测量值与各所述频率确定磁滞损耗的计算系数。
结合第一方面，在第一方面第二实施方式中，所述获取多个频率下所对应的涡流损耗的计算值，包括：
按照如下公式计算涡流损耗的计算值
其中，i为所述多个频率的个数，B′为磁密幅值，f′i为第i个频率，Ke为涡流损耗系数，为第i个频率所对应的涡流损耗的计算值。
结合第一方面，在第一方面第三实施方式中，所述根据所述比总损耗测试数据及各所述计算值，得到各所述频率所对应的磁滞损耗的测量值，包括：
按照如下公式计算磁滞损耗的测量值
其中，i为所述多个频率的个数，P′为所述比总损耗测试数据，为第i个频率所对应的涡流损耗的计算值，为第i个频率所对应的磁滞损耗的测量值。
结合第一方面，在第一方面第四实施方式中，所述根据各所述测量值与各所述频率确定磁滞损耗的计算系数，包括：
将多个频率对应的测量值代入如下公式进行拟合，确定磁滞损耗的计算系数Kh、α及β：
其中，Kh、α、β为磁滞损耗的计算系数，i为所述多个频率的个数，为第i个频率所对应的磁滞损耗的测量值，B′为磁密幅值，f′i为第i个频率。
结合第一方面，在第一方面第五实施方式中，所述根据所述计算系数及所述待测磁化工况信息，计算所述取向硅钢叠片的磁滞损耗，包括：
按照如下公式计算磁滞损耗Ph：
其中，q为所述待测磁化工况信息中的局部磁滞回环个数，Bminor,q为所述待测磁化工况信息中的局部回环的峰峰值，Kh、α、β为所述计算系数，B为所述待测磁化工况信息中的磁密幅值，f为所述待测磁化工况信息中的频率，Ph为磁滞损耗计算值。
结合第一方面，在第一方面第六实施方式中，所述根据所述待测磁化工况信息、单片厚度d、温度T及密度ρ，计算所述取向硅钢叠片的涡流损耗，包括：
按照如下公式计算所述取向硅钢叠片的涡流损耗Pe：
其中，d为单片取向硅钢叠片厚度，T为取向硅钢叠片温度，ρ为取向硅钢片密度，n为所述待测磁化工况信息中的谐波次数，Bn为所述待测磁化工况信息中的第n次谐波幅值，f为所述待测磁化工况信息中的频率，Pe为涡流损耗计算值。
结合第一方面，在第一方面第七实施方式中，所述根据所述总有效质量m、所述磁滞损耗及所述涡流损耗计算所述取向硅钢叠片的总损耗，包括：
按照如下公式计算所述总损耗W：
W＝m(Ph+Pe)，
其中，m为所述取向硅钢叠片的总有效质量，Ph为所述磁滞损耗的计算值，Pe为所述涡流损耗的计算值，W为总损耗值。
根据第二方面，本发明实施例提供了一种取向硅钢叠片损耗计算系统，其特征在于，包括：数据采集模块，用于获取待测磁化工况信息、取向硅钢叠片的总有效质量m和所述取向硅钢叠片的单片厚度d、温度T及密度ρ；磁滞损耗计算系数确定模块，用于获取磁化工况中波形为正弦时所述取向硅钢叠片的比总损耗测试数据，并根据所述比总损耗测试数据确定磁滞损耗计算系数；磁滞损耗计算模块，用于根据所述计算系数及所述待测磁化工况信息，计算所述取向硅钢叠片的磁滞损耗；涡流损耗计算模块，用于根据所述待测磁化工况信息、单片厚度d、温度T及密度ρ，计算所述取向硅钢叠片的涡流损耗；总损耗计算模块，用于根据所述总有效质量m、所述磁滞损耗及所述涡流损耗计算所述取向硅钢叠片的总损耗。
结合第二方面，在第二方面第一实施方式中，所述磁滞损耗计算系数确定模块包括：涡流损耗计算值获取子模块，用于获取多个频率下所对应的涡流损耗的计算值；磁滞损耗测量值生成子模块，用于根据所述比总损耗测试数据及各所述计算值，得到各所述频率所对应的磁滞损耗的测量值；计算系数确定子模块，用于根据各所述测量值与各所述频率确定磁滞损耗的计算系数。
结合第二方面，在第二方面第二实施方式中，所述涡流损耗计算值获取子模块按照如下公式计算涡流损耗的计算值
其中，i为所述多个频率的个数，B′为磁密幅值，f′i为第i个频率，Ke为涡流损耗系数，为第i个频率所对应的涡流损耗的计算值。
结合第二方面，在第二方面第三实施方式中，所述磁滞损耗测量值生成子模块按照如下公式计算磁滞损耗的测量值
其中，i为所述多个频率的个数，P′为所述比总损耗测试数据，为第i个频率所对应的涡流损耗的计算值，为第i个频率所对应的磁滞损耗的测量值。
结合第二方面，在二方面第四实施方式中，所述计算系数确定子模块将多个频率对应的测量值代入如下公式进行拟合，确定磁滞损耗的计算系数Kh、α及β：
其中，Kh、α、β为磁滞损耗的计算系数，i为所述多个频率的个数，为第i个频率所对应的磁滞损耗的测量值，B′为磁密幅值，f′i为第i个频率。
结合第二方面，在第二方面第五实施方式中，所述磁滞损耗计算模块按照如下公式计算磁滞损耗Ph：
其中，q为所述待测磁化工况信息中的局部磁滞回环个数，Bminor,q为所述待测磁化工况信息中的局部回环的峰峰值，Kh、α、β为所述计算系数，B为所述待测磁化工况信息中的磁密幅值，f为所述待测磁化工况信息中的频率，Ph为磁滞损耗计算值。
结合第二方面，在第二方面第六实施方式中，所述涡流损耗计算模块按照如下公式计算所述取向硅钢叠片的涡流损耗Pe：
其中，d为单片取向硅钢叠片厚度，T为取向硅钢叠片温度，ρ为取向硅钢片密度，n为所述待测磁化工况信息中的谐波次数，Bn为所述待测磁化工况信息中的第n次谐波幅值，f为所述待测磁化工况信息中的频率，Pe为涡流损耗计算值。
结合第二方面，在第二方面第七实施方式中，所述总损耗计算模块按照如下公式计算所述总损耗W：
W＝m(Ph+Pe)，
其中，m为所述取向硅钢叠片的总有效质量，Ph为所述磁滞损耗的计算值，Pe为所述涡流损耗的计算值，W为总损耗值。
根据第三方面，本发明实施例提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行第一方面或者第一方面的任意一种可选方式中所述的取向硅钢叠片损耗计算方法。
根据第四方面，本发明实施例提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行第一方面或者第一方面的任意一种可选方式中所述的取向硅钢叠片损耗计算方法。
本发明技术方案，具有如下优点：
本发明实施例通过利用取向硅钢叠片的比总损耗测试数据，确定磁滞损耗计算系数，并根据该计算系数及待测磁化工况信息，计算得出取向硅钢叠片的磁滞损耗，再根据温度待测磁化工况信息、取向硅钢叠片的单片厚度、温度及密度计算得出取向硅钢叠片的涡流损耗，进而得到取向硅钢叠片的总损耗。实现了非正弦磁化条件及不同温度条件下取向硅钢叠片的总损耗计算，提高了计算结果的准确度，从而为取向硅钢叠片的科学研究及实际应用提供准确的数据基础。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中取向硅钢叠片损耗计算方法的流程图；
图2为本发明实施例中取向硅钢叠片损耗计算方法的另一流程图；
图3为本发明实施例中27QG095取向硅钢叠片模型的示意图；
图4为本发明实施例中当温度为75℃，磁密为50Hz基波叠加20％的5次谐波，磁密幅值为1.0T时的磁密波形的示意图；
图5为本发明实施例中频率为50Hz条件下，27QG095取向硅钢材料的比总损耗与磁滞损耗测量值的关系示意图；
图6为本发明实施例中取向硅钢叠片损耗计算系统的结构示意图；
图7为本发明实施例中取向硅钢叠片损耗计算系统的另一结构示意图；
图8为本发明实施例中电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本发明实施例提供一种取向硅钢叠片损耗计算方法，如图1所示，该取向硅钢叠片损耗计算方法包括：
步骤S1：获取待测磁化工况信息、取向硅钢叠片的总有效质量m和取向硅钢叠片的单片厚度d、温度T及密度ρ。
步骤S2：获取磁化工况中波形为正弦时取向硅钢叠片的比总损耗测试数据，并根据比总损耗测试数据确定磁滞损耗计算系数。
步骤S3：根据计算系数及待测磁化工况信息，计算取向硅钢叠片的磁滞损耗。
步骤S4：根据待测磁化工况信息、单片厚度d、温度T及密度ρ，计算取向硅钢叠片的涡流损耗。
步骤S5：根据总有效质量m、磁滞损耗及涡流损耗计算取向硅钢叠片的总损耗。
通过上述步骤S1至步骤S5，本发明实施例的取向硅钢叠片损耗计算方法，实现了非正弦磁化条件及不同温度条件下取向硅钢叠片的总损耗计算，提高了计算结果的准确度，从而为取向硅钢叠片的科学研究及实际应用提供准确的数据基础。
以下结合具体示例对本发明实施例的取向硅钢叠片损耗计算方法做进一步说明。
具体地，在一实施例中，上述的步骤S1，获取待测磁化工况信息、取向硅钢叠片的总有效质量m和取向硅钢叠片的单片厚度d、温度T及密度ρ，该待测磁化工况信息包括：磁密幅值、频率、波形、谐波次数、谐波幅值、局部回环个数、局部回环峰峰值等信息。
在一较佳实施例中，如图2所示，上述的步骤S2，获取磁化工况中波形为正弦时取向硅钢叠片的比总损耗测试数据，并根据比总损耗测试数据确定磁滞损耗计算系数，具体包括：
步骤S21：获取多个频率下所对应的涡流损耗的计算值。
步骤S22：根据比总损耗测试数据及各涡流损耗的计算值，得到各频率所对应的磁滞损耗的测量值。
步骤S23：根据各频率所对应的磁滞损耗的测量值与各频率确定磁滞损耗的计算系数。
在一较佳实施例中，上述的步骤S21，获取多个频率下所对应的涡流损耗的计算值，按照公式(1)计算涡流损耗的计算值
其中，i为多个频率的个数，B′为磁密幅值，f′i为第i个频率，Ke为涡流损耗系数，为第i个频率所对应的涡流损耗的计算值。
上述的公式(1)为现有技术中计算涡流损耗的计算方法，当磁化工况信息中存在非正弦波形，即有谐波的影响时，这种传统的计算方法将造成一定的误差。为了能够更加准确的计算，本发明实施例中提供了一种在考虑谐波影响下的涡流损耗计算方法。
在一较佳实施例中，上述的步骤S22，根据比总损耗测试数据及各涡流损耗的计算值，得到各频率所对应的磁滞损耗的测量值，按照公式(2)计算磁滞损耗的测量值
其中，i为多个频率的个数，P′为比总损耗测试数据，为第i个频率所对应的涡流损耗的计算值，为第i个频率所对应的磁滞损耗的测量值。
上述比总损耗测试数据可由爱泼斯坦方圈法或单片法等电工钢片磁性能测试方法测量得到。由于比总损耗由磁滞损耗和涡流损耗构成，而当在磁化工况的波形为正弦时，通过上述公式(1)计算得到的涡流损耗近似于真实值，此时，磁滞损耗的测量值可由实际实验所得损耗的测量值与上述公式(1)计算得到的涡流损耗的差值来表示。
在一较佳实施例中，上述的步骤S23，根据各频率所对应的磁滞损耗的测量值与各频率确定磁滞损耗的计算系数，将多个频率对应的测量值代入公式(3)进行拟合，确定磁滞损耗的计算系数Kh、α及β：
其中，Kh、α、β为磁滞损耗的计算系数，i为多个频率的个数，为第i个频率所对应的磁滞损耗的测量值，B′为磁密幅值，f′i为第i个频率。
在不同的频率条件下，通过上述的公式(2)计算得到磁滞损耗的测量值，然后利用上述的公式(3)通过数学拟合确定磁滞损耗的计算系数Kh、α及β的具体值，本发明实施例使用的拟合方法为通用的拟合方法。
在一较佳实施例中，上述的步骤S3，根据计算系数及待测磁化工况信息，计算取向硅钢叠片的磁滞损耗，按照公式(4)计算磁滞损耗Ph：
其中，q为待测磁化工况信息中的局部磁滞回环个数，Bminor,q为待测磁化工况信息中的局部回环的峰峰值，Kh、α、β为计算系数，B为待测磁化工况信息中的磁密幅值，f为待测磁化工况信息中的频率，Ph为磁滞损耗计算值。
由于磁滞损耗可以由主磁滞回环产生的损耗与局部磁滞回环产生的损耗相加得到，其中由谐波产生的局部磁滞回环产生的损耗由公式(4)中增加的项计算，由谐波产生的主磁滞回环产生的磁滞损耗可按照公式(3)计算，即为公式(4)中的KhfαBβ部分。主回环与局部磁滞回环产生的磁滞损耗相加即为总磁滞损耗。需要说明的是磁滞损耗与取向硅钢材料微观结构有关，而取向硅钢材料微观结构在电工装备的实际运行温度下并不会发生明显变化，因此在磁滞损耗计算时，不需要考虑温度的影响。
在一较佳实施例中，上述的步骤S4，根据待测磁化工况信息、单片厚度d、温度T及密度ρ，计算取向硅钢叠片的涡流损耗，按照公式(5)计算取向硅钢叠片的涡流损耗Pe：
其中，d为单片取向硅钢叠片厚度，T为取向硅钢叠片温度，ρ为取向硅钢片密度，n为待测磁化工况信息中的谐波次数，Bn为待测磁化工况信息中的第n次谐波幅值，f为待测磁化工况信息中的频率，Pe为涡流损耗计算值。
由于温度对取向硅钢材料损耗影响主要体现的是对涡流损耗的影响，因此上述公式(5)在计算涡流损耗时，不但考虑非正弦波形中的谐波的影响，同时考虑了温度的影响，从而使计算值更接近与真实值。
在一较佳实施例中，上述的步骤S5，根据总有效质量m、磁滞损耗及涡流损耗计算取向硅钢叠片的总损耗，按照公式(6)计算总损耗W：
W＝m(Ph+Pe) (6)
其中，m为取向硅钢叠片的总有效质量，Ph为磁滞损耗的计算值，Pe为涡流损耗的计算值，W为总损耗值。
通过上述公式(4)和上述公式(5)得到的磁滞损耗的计算值和涡流损耗的计算值，由于在计算过程中考虑了磁化工况中非正弦时谐波以及不同温度下影响，因而大大提高了总损耗计算的准确性。
在本发明实施例中，如图3所示，以一种牌号为27QG095取向硅钢叠片铁心为例，该取向硅钢叠片总有效重量m＝41.55kg在磁密为50Hz基波叠加20％的5次谐波，磁密幅值为1.0T磁化条件下进行对比实验，当温度为75℃时，磁化波形如图4所示。磁密幅值B＝1.0T，q＝2，Bminor，1＝0.30T，Bminor，2＝0.30T，n分别为1和5，B1＝1.25T，B5＝0.25T，ρ＝7650W/kg。
按照公式(1)计算牌号27QG095取向硅钢材料在常温50Hz正弦磁化工况下的涡流损耗值根据27QG095取向硅钢材料，在常温50Hz正弦磁化条件下，采用电工钢片磁性能测试方法得到取向硅钢叠片比总损耗测量值P′，然后按照公式(2)计算得到磁滞损耗测量值本发明实施例中的比总损耗值P′与磁滞损耗测量值如图5所示。然后利用磁滞损耗测量值按照公式(3)进行拟合确定Kh、α、β的值分别为0.003961、1和2.0103。
在上述条件下进行对比实验，在本实施例中，将磁滞损耗和涡流损耗都采用现有技术的计算方法，然后得到总损耗的方法标记为方法1；将磁滞损耗采用本发明实施例提供的计算方法，而涡流损耗采用现有技术的计算方法，然后得到总损耗的方法标记为方法2；将磁滞损耗采用现有技术的计算方法，而涡流损耗采用本发明实施例提供的计算方法，然后得到总损耗的方法标记为方法3；将磁滞损耗和涡流损耗均采用本发明实施例提供的计算方法，然后得到总损耗的方法标记为方法4；对上述取向硅钢材料进行磁性能测试，测量所得的总损耗的方法标记为实验法。在不同的温度条件下，分别采用上述方法所得的实验对比结果如表1所示。
表1
| 温度(℃) | 20 | 50 | 75 | 105 |
| 方法1(W) | 11.36 | 11.36 | 11.36 | 11.36 |
| 方法2(W) | 20.08 | 20.08 | 20.08 | 20.08 |
| 方法3(W) | 17.82 | 17.53 | 17.29 | 17.00 |
| 方法4(W) | 19.48 | 18.1 | 17.86 | 17.79 |
| 实验法(W) | 19.29 | 18.34 | 18 | 17.92 |
| 方法1误差(％) | -41.11 | -38.06 | -36.89 | -36.61 |
| 方法2误差(％) | 4.10 | 9.49 | 11.56 | 12.05 |
| 方法3误差(％) | -7.62 | -4.41 | -3.95 | -5.13 |
| 方法4误差(％) | 0.98 | -1.31 | -0.78 | -0.73 |
通过表1中方法1、方法2及实验法的对比，可以看出本发明实施例所提供的磁滞损耗的计算方法更接近与实际测量值；通过表1中方法1、方法3及实验法的对比，可以看出本发明实施例所提供的涡流损耗的计算方法更接近与实际测量值；通过表1中方法1、方法2、方法3、方法4及实验法的对比，可以看出本发明实施例所提供的总损耗的计算方法更接近与实际测量值。综上，通过实施本发明实施例中的取向硅钢叠片损耗计算方法，所得的总损耗计算值与真实测量值误差最小，因此本发明实施例提供的取向硅钢叠片损耗计算方法大大提高了总损耗计算值的准确度。
通过上述步骤S1至步骤S5，本发明实施例的取向硅钢叠片损耗计算方法，实现了非正弦磁化条件及不同温度条件下取向硅钢叠片的总损耗计算，提高了计算结果的准确度，从而为取向硅钢叠片的科学研究及实际应用提供准确的数据基础。
实施例2
本发明实施例提供一种取向硅钢叠片损耗计算系统，如图6所示，该取向硅钢叠片损耗计算系统包括：数据采集模块1，用于获取待测磁化工况信息、取向硅钢叠片的总有效质量m和取向硅钢叠片的单片厚度d、温度T及密度ρ；磁滞损耗计算系数确定模块2，用于获取磁化工况中波形为正弦时取向硅钢叠片的比总损耗测试数据，并根据比总损耗测试数据确定磁滞损耗计算系数；磁滞损耗计算模块3，用于根据计算系数及待测磁化工况信息，计算取向硅钢叠片的磁滞损耗；涡流损耗计算模块4，用于根据待测磁化工况信息、单片厚度d、温度T及密度ρ，计算取向硅钢叠片的涡流损耗；总损耗计算模块5，用于根据总有效质量m、磁滞损耗及涡流损耗计算取向硅钢叠片的总损耗。
通过上述各组成部分之间的协同工作，本发明实施例的取向硅钢叠片损耗计算系统，实现了非正弦磁化条件及不同温度条件下取向硅钢叠片的总损耗计算功能，提高了计算结果的准确度，从而为取向硅钢叠片的科学研究及实际应用提供准确的数据基础。
以下结合具体示例对本发明实施例的取向硅钢叠片损耗计算系统的各个组成部分及其功能做进一步说明。
具体地，在一实施例中，上述的数据采集模块1，用于获取待测磁化工况信息、取向硅钢叠片的总有效质量m和取向硅钢叠片的单片厚度d、温度T及密度ρ，该待测磁化工况信息包括：磁密幅值、频率、波形、谐波次数、谐波幅值、局部回环个数、局部回环峰峰值等信息。
在一较佳实施例中，如图7所示，上述的磁滞损耗计算系数确定模块2包括：涡流损耗计算值获取子模块21，用于获取多个频率下所对应的涡流损耗的计算值；磁滞损耗测量值生成子模块22，用于根据比总损耗测试数据及各计算值，得到各频率所对应的磁滞损耗的测量值；计算系数确定子模块23，用于根据各测量值与各频率确定磁滞损耗的计算系数。上述的涡流损耗计算值获取子模块21、磁滞损耗测量值生成子模块22、计算系数确定子模块23的相关内容详见实施例1中步骤S21至步骤S23的相关描述，在此不再赘述。
上述磁滞损耗计算模块3的具体内容参见实施例1中步骤S3的相关描述，上述涡流损耗计算模块4的具体内容参见实施例1中步骤S4的相关描述，总损耗计算模块5，的具体内容参见实施例1中步骤S5的相关描述，在此不再赘述。
通过上述各组成部分之间的协同工作，本发明实施例的取向硅钢叠片损耗计算系统，实现了非正弦磁化条件及不同温度条件下取向硅钢叠片的总损耗计算功能，提高了计算结果的准确度，从而为取向硅钢叠片的科学研究及实际应用提供准确的数据基础。
实施例3
本发明实施例提供一种非暂态计算机存储介质，该计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意实施例1中的取向硅钢叠片损耗计算方法。其中，上述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard DiskDrive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；该存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成的，程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(ROM)或随机存储记忆体(RAM)等。
实施例4
本发明实施例提供一种取向硅钢叠片损耗计算方法的电子设备，其结构示意图如图8所示，该设备包括：一个或多个处理器410以及存储器420，图8中以一个处理器410为例。
执行取向硅钢叠片损耗计算方法的电子设备还可以包括：输入装置430和输出装置440。
处理器410、存储器420、输入装置430和输出装置440可以通过总线或者其他方式连接，图8中以通过总线连接为例。
处理器410可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器410还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器420作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的取向硅钢叠片损耗计算方法对应的程序指令/模块，处理器410通过运行存储在存储器420中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例的取向硅钢叠片损耗计算方法。
存储器420可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据芯片追踪调试的处理装置的使用所创建的数据等。此外，存储器420可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器420可选包括相对于处理器410远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至取向硅钢叠片损耗计算装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置430可接收输入的数字或字符信息，以及产生与取向硅钢叠片损耗计算操作的处理装置有关的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置440可包括显示屏等显示设备。
一个或者多个模块存储在存储器420中，当被一个或者多个处理器410执行时，执行如图1-图5所示的方法。
上述产品可执行本发明实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本发明实施例中详尽描述的技术细节，具体可参见如图1-图5所示的实施例中的相关描述。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (11)
1.一种取向硅钢叠片损耗计算方法，其特征在于，包括：
获取待测磁化工况信息、取向硅钢叠片的总有效质量m和所述取向硅钢叠片的单片厚度d、温度T及密度ρ；
获取磁化工况中波形为正弦时所述取向硅钢叠片的比总损耗测试数据，并根据所述比总损耗测试数据确定磁滞损耗计算系数；
根据所述计算系数及所述待测磁化工况信息，计算所述取向硅钢叠片的磁滞损耗；
根据所述待测磁化工况信息、单片厚度d、温度T及密度ρ，计算所述取向硅钢叠片的涡流损耗；
根据所述总有效质量m、所述磁滞损耗及所述涡流损耗计算所述取向硅钢叠片的总损耗。
2.根据权利要求1所述的取向硅钢叠片损耗计算方法，其特征在于，所述获取磁化工况中波形为正弦时所述取向硅钢叠片的比总损耗测试数据，并根据所述比总损耗测试数据确定磁滞损耗计算系数，包括：
获取多个频率下所对应的涡流损耗的计算值；
根据所述比总损耗测试数据及各所述计算值，得到各所述频率所对应的磁滞损耗的测量值；
根据各所述测量值与各所述频率确定磁滞损耗的计算系数。
3.根据权利要求2所述的取向硅钢叠片损耗计算方法，其特征在于，所述获取多个频率下所对应的涡流损耗的计算值，包括：
按照如下公式计算涡流损耗的计算值
其中，i为所述多个频率的个数，B′为磁密幅值，f′i为第i个频率，Ke为涡流损耗系数，为第i个频率所对应的涡流损耗的计算值。
4.根据权利要求3所述的取向硅钢叠片损耗计算方法，其特征在于，所述根据所述比总损耗测试数据及各所述计算值，得到各所述频率所对应的磁滞损耗的测量值，包括：
按照如下公式计算磁滞损耗的测量值
其中，i为所述多个频率的个数，P′为所述比总损耗测试数据，为第i个频率所对应的涡流损耗的计算值，为第i个频率所对应的磁滞损耗的测量值。
5.根据权利要求4所述的取向硅钢叠片损耗计算方法，其特征在于，所述根据各所述测量值与各所述频率确定磁滞损耗的计算系数，包括：
将多个频率对应的测量值代入如下公式进行拟合，确定磁滞损耗的计算系数Kh、α及β：
其中，Kh、α、β为磁滞损耗的计算系数，i为所述多个频率的个数，为第i个频率所对应的磁滞损耗的测量值，B′为磁密幅值，f′i为第i个频率。
6.根据权利要求5所述的取向硅钢叠片损耗计算方法，其特征在于，所述根据所述计算系数及所述待测磁化工况信息，计算所述取向硅钢叠片的磁滞损耗，包括：
按照如下公式计算磁滞损耗Ph：
其中，q为所述待测磁化工况信息中的局部磁滞回环个数，Bminor,q为所述待测磁化工况信息中的局部回环的峰峰值，Kh、α、β为所述计算系数，B为所述待测磁化工况信息中的磁密幅值，f为所述待测磁化工况信息中的频率，Ph为磁滞损耗计算值。
7.根据权利要求6所述的取向硅钢叠片损耗计算方法，其特征在于，所述根据所述待测磁化工况信息、单片厚度d、温度T及密度ρ，计算所述取向硅钢叠片的涡流损耗，包括：
按照如下公式计算所述取向硅钢叠片的涡流损耗Pe：
其中，d为单片取向硅钢叠片厚度，T为取向硅钢叠片温度，ρ为取向硅钢片密度，n为所述待测磁化工况信息中的谐波次数，Bn为所述待测磁化工况信息中的第n次谐波幅值，f为所述待测磁化工况信息中的频率，Pe为涡流损耗计算值。
8.根据权利要求7所述的取向硅钢叠片损耗计算方法，其特征在于，所述根据所述总有效质量m、所述磁滞损耗及所述涡流损耗计算所述取向硅钢叠片的总损耗，包括：
按照如下公式计算所述总损耗W：
W＝m(Ph+Pe)，
其中，m为所述取向硅钢叠片的总有效质量，Ph为所述磁滞损耗的计算值，Pe为所述涡流损耗的计算值，W为总损耗值。
9.一种取向硅钢叠片损耗计算系统，其特征在于，包括：
数据采集模块(1)，用于获取待测磁化工况信息、取向硅钢叠片的总有效质量m和所述取向硅钢叠片的单片厚度d、温度T及密度ρ；
磁滞损耗计算系数确定模块(2)，用于获取磁化工况中波形为正弦时所述取向硅钢叠片的比总损耗测试数据，并根据所述比总损耗测试数据确定磁滞损耗计算系数；
磁滞损耗计算模块(3)，用于根据所述计算系数及所述待测磁化工况信息，计算所述取向硅钢叠片的磁滞损耗；
涡流损耗计算模块(4)，用于根据所述待测磁化工况信息、单片厚度d、温度T及密度ρ，计算所述取向硅钢叠片的涡流损耗；
总损耗计算模块(5)，用于根据所述总有效质量m、所述磁滞损耗及所述涡流损耗计算所述取向硅钢叠片的总损耗。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现如权利要求1-8中任一项所述的取向硅钢叠片损耗计算方法。
11.一种电子设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行如权利要求1-8中任一项所述的取向硅钢叠片损耗计算方法。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113049998A (zh) * | 2021-02-08 | 2021-06-29 | 华北电力大学（保定） | 多谐波激励作用下铁磁材料损耗预测方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103777081A (zh) * | 2013-12-30 | 2014-05-07 | 中国计量科学研究院 | 一种用于电工钢连续铁损测量的信号同步控制系统及方法 |
| CN105205234A (zh) * | 2015-09-09 | 2015-12-30 | 华北电力大学 | 一种用于交流电机损耗精细化分析的分段变系数铁耗模型 |
| CN105866556A (zh) * | 2016-06-15 | 2016-08-17 | 湖南省湘电试验研究院有限公司 | 一种大型发电机定子铁心损耗检测方法及装置 |
| CN106282512A (zh) * | 2015-05-11 | 2017-01-04 | 宝山钢铁股份有限公司 | 低噪音变压器用取向硅钢片制造方法 |
| CN206711724U (zh) * | 2017-03-01 | 2017-12-05 | 东莞市宏欣实业有限公司 | 一种变压器的硅钢片 |
-
2018
- 2018-02-06 CN CN201810118805.4A patent/CN108491568B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103777081A (zh) * | 2013-12-30 | 2014-05-07 | 中国计量科学研究院 | 一种用于电工钢连续铁损测量的信号同步控制系统及方法 |
| CN106282512A (zh) * | 2015-05-11 | 2017-01-04 | 宝山钢铁股份有限公司 | 低噪音变压器用取向硅钢片制造方法 |
| CN105205234A (zh) * | 2015-09-09 | 2015-12-30 | 华北电力大学 | 一种用于交流电机损耗精细化分析的分段变系数铁耗模型 |
| CN105866556A (zh) * | 2016-06-15 | 2016-08-17 | 湖南省湘电试验研究院有限公司 | 一种大型发电机定子铁心损耗检测方法及装置 |
| CN206711724U (zh) * | 2017-03-01 | 2017-12-05 | 东莞市宏欣实业有限公司 | 一种变压器的硅钢片 |
Non-Patent Citations (8)
| Title |
|---|
| JOON-YOUNG SOH 等: ""Iron Loss Influenced by Magnetic Annealing in 0.1-mm-Thick Grain-Oriented High-Silicon Steels"", 《 IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS》 * |
| LEWIS,N 等: ""Power Loss Models in Punched Non-Oriented Electrical Steel Rings"", 《22ND CONFERENCE ON SOFT MAGNETIC MATERIALS (SMM)》 * |
| 刘涛 等: ""不同环境温度对取向硅钢磁性能影响实验研究"", 《黑龙江电力》 * |
| 孔庆奕 等: ""取向硅钢片在不同环境温度下的磁特性"", 《高电压技术》 * |
| 崔杨 等: ""任意频率正弦波条件下铁磁材料损耗的计算"", 《微电机》 * |
| 崔杨 等: ""硅钢片损耗的分析与计算"", 《2006年小功率电机论文集》 * |
| 王立涛 等: ""不同频率下变频电机硅钢片的磁性能"", 《安徽工业大学学报(自然科学版)》 * |
| 范亚娜 等: ""基于不同B－H曲线的取向硅钢叠片中"", 《华北电力大学学报》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113049998A (zh) * | 2021-02-08 | 2021-06-29 | 华北电力大学（保定） | 多谐波激励作用下铁磁材料损耗预测方法 |
| CN113049998B (zh) * | 2021-02-08 | 2021-11-02 | 华北电力大学（保定） | 多谐波激励作用下铁磁材料损耗预测方法 |
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