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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(chǎn)生大量的漏磁[2]。由于漏磁現(xiàn)象的存在，對于變壓器的使用產(chǎn)生電磁波及電磁輻射，不僅危害設(shè)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(shè)備的綜合利用[3]。

目前鋼絲繩檢測通常采用電磁無損檢測技術(shù)，其中應(yīng)用最多的是漏磁檢測法，即通過測量鋼絲繩損傷處周圍的漏磁場來判斷損傷程度[1]。雖然漏磁檢測法應(yīng)用較為廣泛，但是其依然存在一些不容忽視的缺點(diǎn)，如不易分辨損傷類別、漏磁信號不明顯、易受干擾，特別是動(dòng)態(tài)測量時(shí)的振動(dòng)以及相鄰鋼絲繩對損傷處的漏磁信號易產(chǎn)生干擾。

歡迎在線體驗(yàn)：管道漏磁內(nèi)檢測仿真 – Simapps Store – 工業(yè)仿真APP商店1、仿真模型構(gòu)建漏磁內(nèi)檢測結(jié)構(gòu)單元由基體、磁鐵、磁鐵蓋板、鋼刷、探測器組成，下圖為漏磁內(nèi)檢測單元的簡化模型。

在IPM電機(jī)中，轉(zhuǎn)子隔磁橋需要承受更大的離心應(yīng)力，同時(shí)還必須確保足夠的隔磁性能。為了有效分散轉(zhuǎn)子應(yīng)力，磁極拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變得愈發(fā)復(fù)雜，雙層甚至多層永磁體的設(shè)計(jì)變得非常普遍。這使得隔磁橋和孔的幾何設(shè)計(jì)具有更高的自由度和復(fù)雜性。因此，如何在隔磁橋的尺寸設(shè)計(jì)中兼顧電磁性能和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，成為一個(gè)典型的多物理場權(quán)衡設(shè)計(jì)問題。然而，僅憑借經(jīng)驗(yàn)來設(shè)計(jì)滿足所有設(shè)計(jì)任務(wù)要求的轉(zhuǎn)子隔磁橋尺寸非常具有挑戰(zhàn)性。

仿真分析結(jié)果說明，0.6mm氣隙電機(jī)最大扭矩為360Nm、波動(dòng)為23%，0.9mm氣隙電機(jī)電磁激勵(lì)為336Nm、波動(dòng)為18%，隨著氣隙的增大，電機(jī)的輸出扭矩變小，同時(shí)扭矩波動(dòng)減少。扭矩減小主要原因有兩方面：1）氣隙增加，空氣磁導(dǎo)率低，磁路磁阻增大，磁力線通過能力減弱；2）在切向結(jié)構(gòu)的永磁同步電機(jī)中，轉(zhuǎn)軸側(cè)永磁體端部存在較大漏磁，氣隙長度增加，漏磁也增加。

設(shè)置銜鐵為直線運(yùn)動(dòng)，最大運(yùn)動(dòng)距離為電 磁閥的工作行程，z軸負(fù)方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)的正方向。考慮 到電磁鐵周圍漏磁的影響，需設(shè)置1個(gè)較大尺寸的空氣域模擬電磁鐵正常工作時(shí)的外部環(huán)境，最后建立1個(gè)求解域包圍所有部件。鐵芯、銜鐵和外殼通常采用電工純鐵 DT4 制造，因其磁導(dǎo)率高且易于磁化，剩磁也易消失。線圈采用 銅材料，其它非軟磁材料因?qū)?em>磁性能與空氣相近，可視為空氣。

立式變壓器臥式變壓器（2）變壓器的空載狀態(tài)，當(dāng)次級不加任何負(fù)載，即斷開次級與負(fù)載連接只要涉及到電磁，你不可避免地要應(yīng)用到法拉第電磁感應(yīng)定律，在變壓器初級加上一個(gè)電壓u1，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，初級線圈感應(yīng)電壓如下表達(dá)式，即感應(yīng)電動(dòng)勢e1等于輸入電壓u1：①引起初級線圈的電流i1，產(chǎn)生磁芯中的磁通φ1，電流i1稱為勵(lì)磁或激磁電流，意為產(chǎn)生磁場的激勵(lì)源

5.3磁密取值a、 出力和磁密的關(guān)系磁密取值電磁力：F=BIL電磁扭矩 Te=BINLfeR=BJV可見:電機(jī)的扭矩密度取決于電機(jī)空氣間隙內(nèi)的負(fù)載磁密和定子內(nèi)導(dǎo)體的電流密度b. 電機(jī)磁密的影響因數(shù)磁密B等于該物質(zhì)所在環(huán)境的磁場強(qiáng)度乘以該物質(zhì)材料的磁導(dǎo)率因此：電機(jī)獲得較高的磁密可以有2個(gè)途徑。

由于開關(guān)管的存在，電流是動(dòng)態(tài)變化的，由此可形成電感的磁感線，在導(dǎo)體的表面部分磁感線回形成封閉的磁回路，部分磁路會形成漏磁溢出到空氣中。如果電感底部沒有敷銅時(shí)，從電感中溢出的磁感線會在整個(gè)電源系統(tǒng)中存在，使系統(tǒng)沒有相對安靜的空間，會造成EMI的性能下降。 如果電感底部敷上完整的銅時(shí)，在電感的底部平面會產(chǎn)生渦流效應(yīng)，渦流會將抵消部分漏感產(chǎn)生的磁場，使得原漏磁感應(yīng)線消弱。

因此，徑向氣隙磁密所造成的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過切向氣隙磁密，切向氣隙磁密可忽略不計(jì)，定子鐵心的徑向電磁力可近似為以下解析式 Brδ和Bsδ分別表示此電機(jī)雙U型轉(zhuǎn)子永磁磁動(dòng)勢作用于電機(jī)氣隙處所產(chǎn)生的磁密、定子電樞反應(yīng)磁動(dòng)勢作用于電機(jī)氣隙處產(chǎn)生的磁密，單位均為T；λδ為等效氣隙磁導(dǎo) 單位為H-1.

鐵心產(chǎn)生噪聲原因是構(gòu)成鐵心硅鋼片交變磁場作用下，會發(fā)生微小變化即磁致伸縮，磁致伸縮使鐵心隨勵(lì)磁頻率變化做周期性振動(dòng)，鐵心磁致伸縮變形和繞組、油箱及磁屏蔽內(nèi)電磁力所引起。繞組產(chǎn)生振動(dòng)原因是電流繞組中產(chǎn)生電磁力，漏磁場也能使結(jié)構(gòu)件產(chǎn)生振動(dòng)。電磁噪聲產(chǎn)生原因是磁場誘發(fā)鐵心疊片沿縱向振動(dòng)產(chǎn)生噪聲，該振動(dòng)幅值與鐵心疊片中磁通密度及鐵心材質(zhì)磁性能有關(guān)，而與負(fù)載電流關(guān)系不大。

硅鋼片所受磁致伸縮效應(yīng)與鐵心電磁場分布緊密相關(guān)，當(dāng)鐵心閉合回路中磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化時(shí)，鐵心等效磁致伸縮力會發(fā)生變化，鐵心應(yīng)力場中的激勵(lì)源發(fā)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致鐵心表面振動(dòng)發(fā)生改變。

圖8 電機(jī)模型網(wǎng)格剖分電磁仿真分析結(jié)果1） 磁感應(yīng)強(qiáng)度云圖 查看開關(guān)磁阻電機(jī)的磁感應(yīng)強(qiáng)度云圖，如圖所示分別為8.5ms、9ms和9.5ms時(shí)刻的磁感應(yīng)強(qiáng)度云圖。從這三個(gè)時(shí)刻的磁感應(yīng)強(qiáng)度云圖可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度主要集中在定、轉(zhuǎn)子的凸極上，且定、轉(zhuǎn)子凸極對應(yīng)位置磁感應(yīng)強(qiáng)度較大，這與磁阻最小原理相對應(yīng)。但是，在定、轉(zhuǎn)子凸極對應(yīng)位置可能存在局部磁飽和情況。

磁密諧波對噪聲貢獻(xiàn)的識別 MANATEE能夠定位識別影響電磁力的定轉(zhuǎn)子磁導(dǎo)和磁動(dòng)勢諧波，進(jìn)而為電機(jī)電磁力、電磁噪聲的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)