本文選題：球刻痕 + 普通取向硅鋼�。� 參考：《東北大學》2015年博士論文

【摘要】：取向硅鋼是一種重要的軟磁材料,具有優(yōu)良的磁學性能,是制造變壓器、磁屏蔽材料等不可或缺的原料,廣泛應用于電力、電子等相關(guān)行業(yè)。取向硅鋼的磁學性能一直備受專家學者的關(guān)注。球刻痕是歐洲硅鋼公司開發(fā)的一種刻痕方法,作為機械刻痕法的一種,既克服了破壞絕緣層的缺點,又可以達到理想的刻痕效果,球刻痕對取向硅鋼磁學性能的研究直接決定其應用的廣泛性。本文研究了球刻痕對Fe-3%Si取向硅鋼磁性能的影響,建立了取向硅鋼磁疇、刻痕間距與鐵損等參數(shù)間關(guān)系的修正模型,分析了球刻痕對取向硅鋼磁導率、矯頑力及磁屏蔽效能的影響規(guī)律,研究了刻痕法及涂層、應力對巴克豪森噪聲等磁性能的影響。論文的主要工作及研究成果如下：(1)采用標準的Epstein試樣沿不同方向進行磁化,獲取磁化參數(shù)并對其進行研究,基于傳統(tǒng)的橢圓模型提出了拋物線擬合和綜合模型,并分別對BC1普通取向硅鋼、BH1高磁感取向硅鋼在不同磁化方向上的磁導率進行分段擬合,BC1、BH1取向硅鋼的分段擬合模型與實驗測量值吻合良好。(2)將磁場強度與磁感應強度分別按傅里葉級數(shù)展開,構(gòu)建了Fe-3%Si取向硅鋼的磁滯回線模型,提出了采用固定角度法和最小二乘法確定兔度、磁感應強度和磁場強度等待定參數(shù)的方法,該模型擬合效果良好。(3)研究了球刻痕對Fe-3%Si取向硅鋼鐵損的影響。從磁疇能量等角度分析降低鐵損的原因,推導了磁疇、刻痕間距等與取向硅鋼鐵損間的關(guān)系模型,得到了最佳刻痕間距的計算方法。將取向硅鋼的鐵損按磁滯損耗、渦流損耗、反常損耗進行分離,并計算所占比例及球刻痕對各部分鐵損的影響。(4)研究了球刻痕對Fe-3%Si取向硅鋼磁導率的影響。從填充磁力線角度分析磁導率隨磁感應強度變化的規(guī)律。對屏蔽效能的反射損耗、吸收損耗、內(nèi)部多重損耗進行了分析。球刻痕可大幅提高取向硅鋼的磁導率和磁屏蔽效能,同時會取得降低取向硅鋼矯頑力的效果。經(jīng)過球刻痕處理后,CC1普通取向硅鋼的趨膚深度明顯降低,CH1高磁感取向硅鋼的趨膚深度在磁感應強度大于0.2 T時才逐漸下降。(5)研究了球刻痕對Fe-3%Si取向硅鋼巴克豪森噪聲的影響,刻痕后CC1普通取向硅鋼的巴克豪森噪聲值上升,而CH1高磁感取向硅鋼的巴克豪森噪聲值下降。擬合了鐵損和巴克豪森噪聲兩者問的線性關(guān)系,線性擬合度高。根據(jù)巴克豪森噪聲與鐵損值之間的關(guān)系,提出了一種取向硅鋼鐵損值的無損檢測方法,該方法測試精度高、線性擬合度良好、容易實現(xiàn)。研究了表面涂層和拉應力對取向硅鋼巴克豪森噪聲的影響。去除表面涂層導致CC1與CH1取向硅鋼的巴克豪森噪聲值上升。計算了磁疇壁的移動速度,驗證了鐵損與巴克豪森噪聲的關(guān)系。
[Abstract]:Oriented silicon steel is an important soft magnetic material with excellent magnetic properties. It is an indispensable material for making transformers magnetic shielding materials and so on. It is widely used in power electronics and other related industries. The magnetic properties of oriented silicon steel have been paid much attention by experts and scholars. Ball mark is a kind of mark method developed by European silicon steel company. As a kind of mechanical indentation method, it not only overcomes the shortcoming of destroying insulation layer, but also achieves ideal effect. The study of magnetic properties of oriented silicon steel by spherical indentation directly determines its wide application. In this paper, the effect of sphere indentation on the magnetic properties of Fe-3Si oriented silicon steel is studied. A modified model of the relationship among magnetic domain, indentation distance and iron loss of oriented silicon steel is established, and the permeability of oriented silicon steel is analyzed. The effect of coercivity and magnetic shielding efficiency on the magnetic properties of Barkhausen noise was studied. The main work and research results are as follows: (1) the standard Epstein sample is magnetized along different directions, and the magnetization parameters are obtained and studied. Based on the traditional elliptic model, a parabola fitting and synthesis model is proposed. The permeability of BC1-BH1 high magnetically induced silicon steel in different magnetization directions was fitted separately. The segmental fitting model of BC1 and BH1-oriented silicon steel was in good agreement with the experimental results. (2) the magnetic field intensity and magnetic induction intensity were obtained by fitting the magnetic field intensity with the magnetic induction intensity. The degree is expanded by Fourier series, The hysteresis loop model of Fe-3Si oriented silicon steel is constructed, and a method for determining the parameters of rabbit degree, magnetic induction intensity and magnetic field intensity is proposed by means of fixed angle method and least square method. The effect of spherical indentation on iron loss of Fe-3Si oriented silicon steel was studied. Based on the analysis of the reason of reducing iron loss from the angle of magnetic domain energy, the relationship model between magnetic domain, indentation distance and oriented silicon steel iron loss is derived, and the calculation method of optimum indentation distance is obtained. The iron loss of oriented silicon steel was separated by hysteresis loss, eddy current loss and anomalous loss, and the proportion and the effect of ball mark on iron loss were calculated. (4) the effect of ball indentation on permeability of Fe-3Si oriented silicon steel was studied. The variation of magnetic permeability with magnetic induction intensity is analyzed from the angle of filled magnetic line of force. The reflection loss, absorption loss and internal multiple loss of shielding efficiency are analyzed. The magnetic permeability and magnetic shielding efficiency of oriented silicon steel can be greatly improved by ball indentation, and the coercivity of oriented silicon steel can be reduced at the same time. After ball-indentation treatment, the skin depth of CC1 common oriented silicon steel obviously decreased when the magnetic induction intensity was greater than 0.2 T, and the skin depth of CH1 highly magnetically oriented silicon steel decreased gradually only when the magnetic induction intensity was greater than 0.2 T.) the effect of ball indentation on Barkhausen noise of Fe-3Si oriented silicon steel was studied. After indentation, the Barkhausen noise of CC1 common oriented silicon steel increases, while the Barkhausen noise value of CH1 high magnetic orientation silicon steel decreases. The linear relationship between iron loss and Barkhausen noise is fitted. According to the relationship between Barkhausen noise and iron loss, a nondestructive testing method for the iron loss of oriented silicon steel is proposed. The method has the advantages of high precision, good linearity and easy realization. The effect of surface coating and tensile stress on Barkhausen noise of oriented silicon steel was studied. Removing the surface coating leads to the increase of Barkhausen noise value of CC1 and CH1 oriented silicon steel. The moving velocity of the magnetic domain wall is calculated and the relationship between iron loss and Barkhausen noise is verified.
【學位授予單位】：東北大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG142.1

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本文編號：2006612