本文選題：電流比較儀　切入點(diǎn)：磁屏蔽　出處：《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》2017年21期

【摘要】：磁屏蔽磁場(chǎng)的分析是實(shí)現(xiàn)高精度電流比較儀優(yōu)化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵,然而磁屏蔽氣隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜,有限元法計(jì)算量大、計(jì)算精度難以滿足要求。考慮磁屏蔽分層結(jié)構(gòu)以及一次電流偏心和外部磁場(chǎng)干擾對(duì)磁場(chǎng)分布的影響,提出一個(gè)二維簡(jiǎn)化模型,利用極坐標(biāo)系下Poisson方程解的正交函數(shù)展開(kāi)式推導(dǎo)磁場(chǎng)的解析解,并利用有限元法驗(yàn)證解析解的正確性。通過(guò)二維解析模型與三維實(shí)際問(wèn)題有限元計(jì)算結(jié)果的對(duì)比,發(fā)現(xiàn)兩者具有簡(jiǎn)單的比例關(guān)系,且該比例關(guān)系不依賴于干擾源的位置,因此可用二維解析模型對(duì)三維實(shí)際磁屏蔽結(jié)構(gòu)做出快速有效的評(píng)估。對(duì)坡莫合金的B-H曲線進(jìn)行擬合,以線性近似下的磁場(chǎng)解析解為基礎(chǔ),利用安匝平衡時(shí)檢測(cè)線圈的感應(yīng)電壓導(dǎo)出電流檢測(cè)的誤差估算公式,作為磁屏蔽效能分析的定量指標(biāo)。對(duì)不同磁屏蔽結(jié)構(gòu)的分析表明,雙層結(jié)構(gòu)比同樣尺寸單層結(jié)構(gòu)的屏蔽效能可提高近三個(gè)數(shù)量級(jí)。最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了解析表達(dá)式分析實(shí)際問(wèn)題的有效性。
[Abstract]:The analysis of magnetic shielding magnetic field is the key to the optimization design of high precision current comparator. However, the structure of magnetic shielding air gap is complex, and the calculation cost of finite element method is large, so the calculation precision is difficult to meet the requirements.Considering the influence of the layered structure of magnetic shielding, the eccentricity of primary current and the interference of external magnetic field on the magnetic field distribution, a two-dimensional simplified model is proposed. The analytical solution of the magnetic field is derived by using the orthogonal function expansion of the solution of the Poisson equation in polar coordinate system.The correctness of the analytical solution is verified by finite element method.By comparing the results of the two-dimensional analytical model with the finite element method of three-dimensional practical problems, it is found that the two models have a simple proportional relationship, which does not depend on the location of the interference source.Therefore, a two-dimensional analytical model can be used to evaluate the real three-dimensional magnetic shielding structure quickly and effectively.The B-H curve of permalloy is fitted. Based on the analytical solution of magnetic field under linear approximation, the error estimation formula of current detection is derived from the inductive voltage of the detecting coil when the ampere-turn balance is used as a quantitative index for the analysis of magnetic shielding effectiveness.The analysis of different magnetic shielding structures shows that the shielding efficiency of double-layer structures is nearly three orders of magnitude higher than that of single-layer structures of the same size.Finally, the effectiveness of analytical expression analysis is verified by experiments.
【作者單位】： 強(qiáng)電磁工程與新技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(華中科技大學(xué));中國(guó)電力科學(xué)研究院;
【基金】：國(guó)家電網(wǎng)公司縱向科技項(xiàng)目(JL-71-15-048) 湖北省非動(dòng)力核技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心資助
【分類號(hào)】：TM933.113

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本文編號(hào)：1718456