本文選題：電流比較儀　切入點：磁屏蔽　出處：《電工技術學報》2017年21期

【摘要】：磁屏蔽磁場的分析是實現(xiàn)高精度電流比較儀優(yōu)化設計的關鍵,然而磁屏蔽氣隙結構復雜,有限元法計算量大、計算精度難以滿足要求�？紤]磁屏蔽分層結構以及一次電流偏心和外部磁場干擾對磁場分布的影響,提出一個二維簡化模型,利用極坐標系下Poisson方程解的正交函數(shù)展開式推導磁場的解析解,并利用有限元法驗證解析解的正確性。通過二維解析模型與三維實際問題有限元計算結果的對比,發(fā)現(xiàn)兩者具有簡單的比例關系,且該比例關系不依賴于干擾源的位置,因此可用二維解析模型對三維實際磁屏蔽結構做出快速有效的評估。對坡莫合金的B-H曲線進行擬合,以線性近似下的磁場解析解為基礎,利用安匝平衡時檢測線圈的感應電壓導出電流檢測的誤差估算公式,作為磁屏蔽效能分析的定量指標。對不同磁屏蔽結構的分析表明,雙層結構比同樣尺寸單層結構的屏蔽效能可提高近三個數(shù)量級。最后通過實驗驗證了解析表達式分析實際問題的有效性。
[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】： 強電磁工程與新技術國家重點實驗室(華中科技大學);中國電力科學研究院;
【基金】：國家電網(wǎng)公司縱向科技項目(JL-71-15-048) 湖北省非動力核技術協(xié)同創(chuàng)新中心資助
【分類號】：TM933.113

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本文編號：1718456