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铁心磁化过程对线圈电感影响的研究

作　者: 刘宾
导　师: 郑茂盛
学　校: 西北大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 铁心电感非线性磁化有限元
分类号: TM55
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 230次
引　用: 4次
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内容摘要

近几年来,随着电工技术和电工设备的不断发展革新、创造和发明,电磁场的分析和计算在实验和工程设计中遇到了各种各样的问题,于是提出了式样繁多和复杂的物理模型。线圈是其中应用极其广泛普通的一种,线圈广泛应用于电磁测量、高能物理研究、电磁成型实验研究、电信工程、各种电机和电力变压器等领域中。所谓铁心电感,泛指电感元件磁路介质为电工软铁、硅钢片等铁心介质的电感线圈。线圈产生的电感不同于空心电感,铁心可以增加线圈的磁感应强度,但也增加了线圈的电感量,并且在大电流情况下,铁心线圈的电感量和电流是非线性的关系,只有通过有限元数值解及分析才能对复杂问题获得较为深入的认识。本文旨在开展这方面的工作,对有关实验研究和工程设计具有重要实际意义。本文作了如下工作:首先,本文运用电磁学原理,采用Ansoft工程电磁场有限元分析软件,分析了不同电流情况下线圈内08钢和45钢铁心的磁化过程,给出了不同电流密度条件下铁的磁感应强度分布情况,发现在磁化初期铁心中的磁场径向分布是不均匀的,随着磁场强度的增加逐渐趋于均匀。其次,分析了不同电流情况下含08钢和45钢铁心螺线管线圈的电感值随电流的变化关系,得到电感随着磁化电流增加呈非线形变化的规律。最后,采用交流伏安法对带铁心的线圈电感进行测量,分别测量了线圈在串联连接、并联连接、顺接、反接等不同连接方式条件下的电感,分析了线圈的连接方式对电感值的影响。通过改变两个线圈之间的间隙,讨论了铁心之间的间隙对电感值的影响。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章绪论  8-15
  1.1 引言  8
  1.2 空心线圈电感研究状况  8-11
    1.2.1 空心圆柱线圈的特点  8-10
    1.2.2 空心圆柱线圈电感计算的研究现状  10-11
  1.3 铁心线圈电感研究状况  11-15
    1.3.1 铁心的作用  11
    1.3.2 铁心的磁化特点  11
    1.3.3 空心线圈电感与铁心线圈电感的计算  11-13
    1.3.4 铁心电感的非线性  13-14
    1.3.5 铁心电感与空心电感的区别  14-15
第二章电磁场分析  15-22
  2.1 电磁场理论分析  15-18
  2.2 磁化机制  18-20
  2.3 有限元分析方法基本思想  20-22
第三章 08钢磁化过程模拟分析  22-33
  3.1 08钢磁化过程模拟过程  22-29
  3.2 08钢铁心电感的非线性  29-32
  3.3 结论  32-33
第四章 45钢磁化过程模拟分析  33-43
  4.1 45钢磁化过程模拟过程  33-39
  4.2 45钢铁心电感的非线性  39-42
  4.3 结论  42-43
第五章线圈连接方式和铁心间隙对电感影响  43-52
  5.1 线圈串并联  43-49
    5.1.1 电感量的测量  43-45
    5.1.2 测量方法及数据记录  45-48
    5.1.3 数据分析  48-49
  5.2 铁心间隙对电感的影响  49-51
  5.3 结论  51-52
结论  52-53
参考文献  53-56
攻读硕士学位期间取得的科研成果  56-57
致谢  57

铁心磁化过程对线圈电感影响的研究

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