漏磁的案例
基于Comsol的電梯鋼絲繩漏磁檢測仿真分析與研究
考慮霍爾元件YS3503量程±900mT以及靈敏度1.35mV/1GS,故提離值可設為2mm～3mm, 漏磁信號峰值在霍爾元件量程范圍內，且漏磁信號波峰與波谷有較高的區分度。
根據以上分析，霍爾元件相對于磁軛居中放置在距離鋼絲繩2mm～3mm的位置?？紤]到鋼絲繩兩側對稱分布磁場，所以霍爾元件也對稱放置進行檢測。而在實際使用中，就需要按照以上位置信息圍繞鋼絲繩一圈放置霍爾元件，成圓周陣列型進行檢測，才能保證全方位到漏磁信號。
圖8 不同提離值下的漏磁信號曲線
4 漏磁檢測優化設計
根據以上仿真結果分析可知，提離值在2mm～3mm時，漏磁信號較好，但霍爾元件距離鋼絲繩很近，在實際測量過程中霍爾元件容易與鋼絲繩表面發生摩擦、震動、抖動等給檢測值帶來干擾。為了解決檢測元件提離值較小的問題，對以上仿真模型進行優化設計，在保證漏磁信號強度的同時，增大提離值。
4.1 聚磁裝置
由于鋼絲繩損傷處的漏磁場在空氣中比較發散，為了使霍爾元件盡可能檢測到更多的漏磁場，本文在原先的結構上相對磁軛居中的位置對稱放置聚磁裝置如圖9(a)所示。聚磁裝置結構如圖9(b)所示，聚磁材料選擇未退火的鑄鐵，其相對磁導率為240,遠大于空氣的相對磁導率1,這樣能夠有效將鋼絲繩損傷處空氣中的漏磁吸引過去。而霍爾元件居中放置在2個聚磁材料的缺口處，便于檢測聚磁后的漏磁場。
圖9 聚磁優化設計
4.2 優化仿真結果對比分析
通過COMSOL對增加聚磁裝置優化后的漏磁仿真模型進行計算，檢測探針提離值由3mm遞增到8mm, 所測得優化后的漏磁曲線如圖10 所示。由此可知，隨著提離值由3mm到5mm時，漏磁信號變小，但到6mm、7mm時，漏磁信號開始變大，最后到8mm時，漏磁信號回落。
展開 弧形屏蔽結構對變壓器漏磁改善作用分析
摘 要：變壓器的容量增加造成了漏磁的問題，對電能造成了較大的損耗，降低了變壓器的效率，基于此，針對油箱的磁通回路，設計了圓弧形屏蔽結構，采用ANSYS Maxwell軟件對圓弧形屏蔽結構及矩形屏蔽結構進行仿真分析。結果表明，圓弧形屏蔽結構相比矩形屏蔽結構可減小最大磁通密度達50%，降低最大電渦流密度達64%，且不存在邊緣磁通密度集中及電渦流聚集的現象。
關鍵詞：變壓器;漏磁;損耗;弧形屏蔽;矩形屏蔽;磁通密度;電渦流密度;
0 引言
我國各行業的發展離不開電力資源的使用，特別是在煤礦開采中，伴隨著自動化采煤技術的發展應用，對電力資源容量的需求不斷提高，且對電力供應的穩定性要求也逐漸提高。在電力資源的供應中，需要變壓器進行升降壓處理[1]，實現電力資源的高效穩定輸送。近幾年，隨著礦井對電力資源需求的增加，變壓器的容量需隨之不斷增加，造成了鐵芯繞組的磁通量密度增加，產生大量的漏磁[2]。由于漏磁現象的存在，對于變壓器的使用產生電磁波及電磁輻射，不僅危害設備的使用及安全，而且漏磁的存在引起變壓器電能的損耗，造成較大的升溫，不利于電能及設備的綜合利用[3]。采用仿真的形式對變壓器油箱的漏磁進行弧形屏蔽結構的分析，依據漏磁分布的規律改善變壓器的漏磁，提高變壓器的運行效率[4]，以及電能的利用率。
1 變壓器油箱弧形屏蔽結構的設計建模
變壓器容量的增加會造成漏磁增多，在大容量的變壓器中，造成雜散損耗，其中油箱產生的雜散損耗占據了絕大部分[5]，對變壓器的運行使用造成嚴重的影響。針對變壓器漏磁產生的影響，最簡單的方式是降低磁場的強度，這種方式無法滿足實際變壓器運行的需求。為此針對變壓器的內部結構進行優化改善[6]，從而改變漏磁磁場的方向，盡量減小漏磁磁通成為主要的方式。
展開 管道漏磁內檢測仿真APP助力管道缺陷診斷
漏磁內檢測原理：檢測器在管道內部移動時，鐵磁性材料（管壁）在檢測器磁路系統造成的強磁作用下會被磁化接近于飽和，而鐵磁性材料的磁導率因材料缺失影響顯著。當磁性材料沒有任何缺陷時，所有磁通全部通過管體，不會產生磁場泄露；但如果材料中存在缺陷，如裂縫或針孔等，則會導致局部磁導率發生變化，進而導致磁場線的扭曲和磁通的泄露。這些泄露的磁通可以在材料表面或近表面使用適當的探測器檢測到，并經過上位機處理后得到相應缺陷信息。
漏磁檢測原理圖
針對各種管道檢測數據分析，目前面臨缺陷樣本庫尚未建立、缺陷診斷與評估困難等問題。為精準給出缺陷尺寸、位置和種類，亟需開展多種管道缺陷的漏磁內檢測有限元仿真模擬，建立仿真缺陷樣本庫，為缺陷診斷與評估提供依據。
二、管道漏磁內檢測仿真APP解決方案
本案例以管道裂紋缺陷為例，采用多物理場仿真PaaS平臺伏圖對管道漏磁內檢查過程進行仿真分析，并將仿真模型和流程封裝成仿真APP。本案例對漏磁單元的管壁尺寸、管材磁導率、管徑尺寸、永磁體材料系數、探頭位置（提離值）、軛鐵材料、缺陷位置尺寸進行參數化建模。用戶可以通過變化獲取不同壁厚、不同缺陷位置、尺寸下的漏磁信號，為評估管道缺陷診斷提供理論參考。歡迎在線體驗：管道漏磁內檢測仿真 – Simapps Store – 工業仿真APP商店
1、仿真模型構建
漏磁內檢測結構單元由基體、磁鐵、磁鐵蓋板、鋼刷、探測器組成，下圖為漏磁內檢測單元的簡化模型。
漏磁內檢測單元模型
漏磁內檢測全模型
2、仿真參數定義
管道厚度、長度、空氣域半徑、探測器尺寸、缺陷尺寸、缺陷位置均可參數化設置，詳細幾何參數見表。
展開 轉子分段移位斜極的永磁同步電機軸向電磁力分析
為深化軸向電磁力的產生機理分析，對一臺樣機運行于額定工況時的繞組端部漏磁和永磁轉子分段移位磁極間移位面漏磁引起的軸向電磁力進行仿真實驗，圖1和表1為樣機的結構示意圖和主要參數，假定水平方向為Z軸方向，坐標原點為電機中心點。
(a) 外形結構
(b) 永磁體拓撲結構
圖1 樣機結構示意圖
表1 樣機的主要參數
圖2為永磁轉子端部軸向電磁力仿真結果，當永磁轉子不分段移位斜極時，電機兩端繞組端部對應的軸向電磁力幅值相同，方向相反，合成軸向電磁力約為0.25 N，近似為零。當轉子分4段移位斜極后，不平衡軸向電磁力約為6.00 N。
(a) 轉子不斜極
(b) 轉子線性分4段移位斜極
圖2 繞組端部軸向電磁力仿真結果
為分析永磁轉子分段移位磁極間漏磁幅值對軸向電磁力的影響，以一個軸向分4段的永磁電機樣機為例，進行有限元仿真分析。假定第①段與第②段、第③段與第④段的磁極之間無移位，第②段與第③段的磁極之間移位一個3.75°的齒距角，仿真結果如圖3所示。
(a) 磁密分布
(b) 軸向電磁力
圖3 轉子分段移位磁極間的軸向電磁力仿真結果
仿真結果表明，由于①與②、③與④段間磁極之間無移位，磁密相互對稱，段間漏磁極少，幾乎不產生軸向電磁力；當②與③磁極發生移位后，導致磁極之間產生漏磁，磁密分布不再對稱，由此產生不平衡軸向電磁力，其仿真結果為95.78 N。
綜上分析，永磁轉子線性分段移位斜極產生的軸向電磁力主要由繞組端部漏磁和永磁轉子移位磁極間的移位漏磁引起，后者為不平衡軸向電磁力的主要部分。
展開 
新能源驅動電機NVH設計與優化
扭矩減小主要原因有兩方面：1）氣隙增加，空氣磁導率低，磁路磁阻增大，磁力線通過能力減弱；2）在切向結構的永磁同步電機中，轉軸側永磁體端部存在較大漏磁，氣隙長度增加，漏磁也增加。因此，單從輸出扭矩角度考慮，更傾向設計小氣隙電機。扭矩波動減少這是因為減小氣隙后，氣隙磁場諧波分量減小，也同時降低扭矩諧波分量，降低扭矩波動，這有利于改善車輛抖動。
表1 電機參數介紹
圖1 0.6mm氣隙值電機扭矩仿真值
圖2 0.9mm氣隙值電機扭矩仿真值
圖3 0.6mm氣隙值電機氣隙磁密
圖4 0.9mm氣隙值電機氣隙磁密
圖5 0.6mm氣隙電機氣隙磁密FFT分析
圖6 0.9mm氣隙電機氣隙磁密FFT分析
進一步對電機氣隙磁密進行了分析，仿真分析結果如下圖3和圖4所示，分析表明：0.9mm氣隙電機的氣隙磁密較0.6mm氣隙電機諧波分量小，有利于降低電機徑向力波動，減少電機徑向振動，從而改善電機NVH表現。為更直觀的說明氣隙磁密減小量，進行傅里葉分析，如下圖5和圖6所示：
對0.6mm氣隙電機和0.9mm氣隙電機的氣隙磁密FFT分析進行了對比分析，如下圖7所示，分析結果表明在對應階次的幅值，0.6mm氣隙高于0.9mm氣隙，這說明0.6mm氣隙磁密諧波幅值更大，會輻射出更明顯的噪音。
5 試驗驗證
考慮懸置系統對電機NVH的影響，本文的試驗全部在整車上進行，工況為全油門加速工況，即全油門將車速從0加速到整車最高車速。通過麥克風對0.6mm和0.9mm氣隙的電機進行了聲壓采集。聲壓瀑布圖如下圖8和圖9所示。在0.6mm氣隙的電機，聲壓瀑布圖存在明顯“亮點”，說明此處聲壓級較高，而在相同位置，0.9mm氣隙的電機，顏色變淺，說明此次聲壓級降低。
展開 干貨｜圖解多種磁芯優缺點
RM型功率磁芯
特點：磁屏蔽效果好，抗干擾能力強，漏磁小，分布電容低，骨架備有多路引腳，可設計多路輸出變 壓器，可高密度安裝。但散熱較差，安規成本較高。
用途：輔助功率變壓器、驅動變壓器、寬帶變壓器、載波濾波器、高穩定性濾波器。主要應用于載波通訊、網絡、數字、電視、電子儀器等領域。
PM功率磁芯
特點：漏磁小，損耗低，功率大，分布電容小。
用途：主變壓器,推動變壓器。主要應用于超聲波清洗，激光設備等領域。
高導型U型高導磁芯
特點：具有阻抗偏差小，輸出電流大，感量高，可抑制高次諧波等特點。
用途：濾波共模變壓器。
仿真APP助力石油化工設備設計優化，提高生產效率及安全性
立即體驗：www.simapps.com/v/200339.html
04 管道漏磁內檢測仿真APP
管道漏磁內檢測技術是一種新型且成熟的管道智能檢測手段。當管壁沒有缺陷時，磁力線被約束在管壁之內，幾乎沒有磁力線從表面穿出;當管壁存在缺陷或材料組織狀態發生變化，會使磁導率發生變化，缺陷處磁力線受排斥會穿出管壁產生漏磁。本APP可模擬不同缺陷位置的漏磁信號，提供漏磁場和缺陷的量化關系，達到預判和評價缺陷目的。
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05 電加熱攪拌罐內流場仿真APP
電加熱攪拌罐廣泛應用于涂料、醫藥、建材、化工、顏料、樹脂、食品、科研等行業，可根據用戶產品的工藝要求選用碳鋼、不銹鋼等材料制作，以及設置加熱、冷卻裝置，滿足不同的工藝和生產需要。
此仿真APP針對常見的四級直葉渦輪攪拌器，應用多重參考系模型進行電加熱攪拌罐內部流場的穩態仿真分析。用戶可通過電加熱攪拌罐內流場仿真APP改變槳葉的尺寸參數、改變流體介質類型、選擇運行工況等，一鍵計算即可得到云圖、矢量、流線等結果。
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06 LNG混凝土外罐自重分析仿真APP
LNG混凝土外罐是LNG全容罐的重要組成部分，其設計通常包括平底、帶球罐頂的圓筒形結構，由預應力混凝土構成，旨在提供足夠的強度和穩定性以容納和保護內部的LNG。自重分析對于LNG混凝土外罐至關重要，因為外罐需要承受自身的重量以及內部LNG的重量，同時還需要考慮在垂向及橫向加速度過載下的安全性能。通過自重分析，可以確保外罐在設計、制造和使用過程中具有足夠的安全裕量，以防止因自重過大而導致的結構破壞或失效。
展開 盤點：30種磁芯結構圖匯總！
EI型高導磁芯
特點：結構合理，制作工藝簡單，窗口較大，散熱條件好，漏磁小。
用途：音頻變壓器，電源濾波器、EMI濾波器、小型脈沖變壓器等領域。
EP型高導磁芯
特點：具有磁屏蔽效果好、分布電容小、傳輸衰耗低、電感量高、漏感小、磁場分布均勻等優點，且骨架配有多路接頭，易設計多路輸出變壓器。
用途：寬帶變壓器、電感器、隔離變壓器、匹配變壓器，廣泛應用于程控交換機終端和精密電子設備等領域。
RM型高導磁芯
特點：磁屏蔽效果好，抗干擾能力強，感量系數高，漏磁小，骨架備有多路引腳，可設計多路輸出變壓器，可高密度安裝。但散熱較差，安規成本較高。
用途：主要應用于載波通訊、網絡、數字、計算機等領域。
T型高導磁芯
特點：輸出電流大，損耗小，耐電壓，電感高，價格低。但繞線成本高，很難大批量生產。
用途：扼流線圈，EMI/RFI濾波，音頻變壓器，廣泛應用于各類節能燈，音響，控制電路及其它電子設備。
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展開 紫外線傳感器用于UV LED燈廠家監測UV燈強度
要保證UV燈正常良好工作需保證以下要素：A.選擇匹配的點燈電源，所配套漏磁變壓器/電容器要與UV燈所需電壓/電流相符，漏磁變壓器的額定功率/二次電壓/工作電流/絕緣系數/耐壓程度和電容器的容量/耐壓/可沖放電次數，直接決定了UV燈管的發光效率/穩定性和壽命；B.適配風機要與UV燈功率吻合，注意：不可以用強風對燈管表面送風冷卻，否則燈管表面溫度過低會造成燈管滅弧熄燈。C.選擇適合的反射罩：UV燈罩定制的標準燈罩為聚光燈罩。
最后推薦一款應用于檢測UV燈強度的紫外線傳感器，由工采網從國外引進的紫外線傳感器 - GUVC - T10GD，該傳感器芯片大小0.4mm，TO 46封裝。鋁氮化鎵材料，使用肖特基光電二極管，光伏模式操作，具有良好的日盲?？蓮V泛應用于：紫外線強度檢測和控制，UV指數檢測。戶外檢測UV指數設備等，還可以用于紫外線消毒和UV固化，用來監測紫外線強度。UV火焰探測器等。
展開 電壓變動對電動機的運行有什么影響？
（6）對吸取無功功率的影響
電動機吸取的無功功率，一是漏磁無功功率，二是磁化無功功率，前者建立漏磁場，后者建立定、轉子之間實現電磁能量轉換用的主磁場。
漏磁無功功率與電壓的平方成反比地變化，而磁化功率與電壓的平方成正比地變化。但由于鐵芯飽的影響，磁化功率可能不與電壓的平方成正比地變化。所以 ，電壓降低時，從系統吸取的總的無功功率變化不大，還有可能減小。
（7）對效率的影響
若電壓降低，機械損耗實際上不變，鐵耗差不多與電壓平方成正比減少；轉子繞組的損耗和轉子電流平方成正比增加；定子繞組的損耗決定于定子電流的增加還是減少，而定子電流又決定于負載電流和空載電流間的互相關系。總的來說，電動機在負載小時（≤40%），效率增加一些，而然后開始很快地下降。
（8）對發熱的影響
在電壓變化范圍不大的情況下，由于電壓降低，定子電流升高；電壓升高，定子電流降低。在一定的范圍內，鐵耗和銅耗可以相互補償，溫度保持在容許范圍內。因此，當電壓在額定值±5%范圍內變化時，電動機的容量仍可保持不變。但當電壓降低超過額定值的5%時，就要限制電動機的出力，否則定子繞組可能過熱，因為此時定子電流可能已升到比較高的數值。當電壓升高超過10%時，由于磁通密度增加，鐵耗增加，又由于定子電流增加，銅耗也增加，故定子繞組溫度將超過允許值。
展開 磁鋼退磁溫度計算
磁路越閉合，漏磁越小，磁阻越小，磁導系數Pc越大，耐溫越高。
高手也懵逼，為什么200千瓦以上電機要用矢量控制而不是V/f？
V/f
控制就是保證輸出電壓跟頻率成正比的控制，這樣可以使電機的磁通
Φm
保持一定，避免弱磁和磁飽和現象的產生，多用于風機、泵類節能型變頻器。
根據公式：感應電動勢E1=4.44f1NskNsΦm可知，對感應電動勢E1
和頻率f1
進行控制，保證E1/f1恒定，便可達到控制磁通Φm
的目的。
但是
電機繞組中的感應電動勢是難以直接控制的！
當電動勢值較高時，可以忽略定子繞組的漏磁阻抗壓降，而認定相電壓Us約等于E1
；
但是，在低頻時Us
和E1
都較小，定子繞組的漏磁阻抗壓降不能忽略，該壓降隨著電機速度的降低而相對增加，這就導致由于勵磁不足，而使電機不能獲得足夠的旋轉力。為了補償這個不足，變頻器中需要通過提高電壓，來補償電機速度降低而引起的電壓降。變頻器的這個功能叫做“轉矩提升”。轉矩提升功能是提高變頻器的輸出電壓。然而即使提高很多輸出電壓，電機轉矩并不能隨著電流相應的提高，導致低頻時啟動困難甚至無法正常工作。
改善電機低速輸出轉矩不足的技術，就是“矢量控制”！
矢量控制技術把電機電流分為兩個分量：勵磁電流和轉矩電流。變頻器根據這兩個分量確定產生轉矩的電流分量和其它電流分量(如勵磁分量)的值。通過對電機端的電壓降的響應，進行優化補償，在不增加電流的情況下，允許電機產出大的轉矩，改善電機低速時的調速性能。 特別是大電機大負載轉矩起動時，V/F控制很難調出合適的參數，而矢量控制能很好的適應。
這就是200KW以上大電機采用矢量控制方式的原因，你get到了嗎？
（電工e學堂原創作品，轉載請注明出處?。?/span>
展開 干貨 | 電源中電感底部需要鋪地平面嗎？
如果電感底部敷上完整的銅時，在電感的底部平面會產生渦流效應，渦流會將抵消部分漏感產生的磁場，使得原漏磁感應線消弱。電感底部敷銅，產生的渦流就如同電磁屏蔽罩一樣，阻斷了磁感應線向下傳播，因而可以將電感產生的高頻磁場屏蔽在導體的一面，這樣極大的減小高頻磁場對空間中其他元器件的影響。
從兩個角度來看，站在EMI的角度，建議敷銅；站在電感感量的角度，屏蔽型電感感量沒有影響，所以也建議敷銅，而僅工字電感底部敷對電感感量有少許影響，所以在實際的工程中視情況而定。
在實際的PCB布局中，開關出的濾波器放在與電感相反的PCB平面，更有利于避免高頻干擾濾波元器件，防止高頻干擾通過線傳輸出去。
展開 高手也懵逼，為什么200千瓦以上電機要用矢量控制而不是V/f？
V/f
控制就是保證輸出電壓跟頻率成正比的控制，這樣可以使電機的磁通
Φm
保持一定，避免弱磁和磁飽和現象的產生，多用于風機、泵類節能型變頻器。
根據公式：感應電動勢E1=4.44f1NskNsΦm可知，對感應電動勢E1
和頻率f1
進行控制，保證E1/f1恒定，便可達到控制磁通Φm
的目的。
但是
電機繞組中的感應電動勢是難以直接控制的！
當電動勢值較高時，可以忽略定子繞組的漏磁阻抗壓降，而認定相電壓Us約等于E1
；
但是，在低頻時Us
和E1
都較小，定子繞組的漏磁阻抗壓降不能忽略，該壓降隨著電機速度的降低而相對增加，這就導致由于勵磁不足，而使電機不能獲得足夠的旋轉力。為了補償這個不足，變頻器中需要通過提高電壓，來補償電機速度降低而引起的電壓降。變頻器的這個功能叫做“轉矩提升”。轉矩提升功能是提高變頻器的輸出電壓。然而即使提高很多輸出電壓，電機轉矩并不能隨著電流相應的提高，導致低頻時啟動困難甚至無法正常工作。
改善電機低速輸出轉矩不足的技術，就是“矢量控制”！
矢量控制技術把電機電流分為兩個分量：勵磁電流和轉矩電流。變頻器根據這兩個分量確定產生轉矩的電流分量和其它電流分量(如勵磁分量)的值。通過對電機端的電壓降的響應，進行優化補償，在不增加電流的情況下，允許電機產出大的轉矩，改善電機低速時的調速性能。 特別是大電機大負載轉矩起動時，V/F控制很難調出合適的參數，而矢量控制能很好的適應。
這就是200KW以上大電機采用矢量控制方式的原因，你get到了嗎？
（電工e學堂原創作品，轉載請注明出處?。?/span>
展開 盤點！干式變壓器噪音的7類故障判斷方法及解決方案，值得收藏！
原因是，原油變室比較狹小，又有一個漏油室和一個漏油孔，變壓器就像放在一個音箱上。
■ 解決方法：
室內可適當加裝一些吸音材料。
04
母線橋架振動的問題
■ 原因：由于并排母線有大電流通過，因漏磁場使母線產生振動．母線橋架的振動將嚴重影響變壓器的噪音，使變壓器的噪音增大15dB以上，比較難判斷，一般用戶和安裝單位會誤認為是變壓器的噪音。
■ 判斷方法：
1）噪音隨負荷大小變化而變化。
2）用木棍用力頂母線橋架，如果噪音發生變化就認為是母線橋架在共振。
3）母線在橋架內振動，用木棍頂沒有用．需要打開母線橋架蓋板，檢查母線是否固定好。
■ 解決方法：
1）主要是破壞母線橋架共振的條件，緊或者是松吊桿螺絲。
2）打開母線橋架蓋板，將母線固定好。
3）低壓出線采用軟連接。
4）請母線橋架的生產廠家來解決。
05
變壓器鐵心自身共振
■ 原因：硅鋼片接縫處和疊片之間存在因漏磁而產生的電磁吸引力。
■ 判斷方法：
1）變壓器噪音偏大，正常噪音中夾雜著其他噪音。
2）變壓器噪音成波浪狀。
■ 解決方法：
1）緊變壓器上的螺絲，包括夾件兩頭螺絲、穿心螺絲、墊塊壓釘螺絲。
2）在變壓器小車下面加防震膠墊，可解決部分噪音。
06
變壓器線圈自身共振
■ 原因：當繞組中有負載電流通過時，負載電流產生的漏磁引起繞組的振動
■ 判斷方法：
1）變壓器噪音偏大，噪音較為低沉。
2）當變壓器的負荷達到一定時，開始出現噪音，有時會出現時有時無現象。
■ 解決方法：
1）將墊塊壓釘螺絲全部緊一遍，增加線圈的軸向壓緊力。
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