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硅鋼片耐壓理論分析
作者：威博特鐵芯 發(fā)布時(shí)間：2019-03-30 15:01:27 瀏覽次數(shù)：1、準(zhǔn)靜態(tài)場(chǎng)
根據(jù)激勵(lì)源頻率的不同，時(shí)變電磁場(chǎng)可分為高頻電磁場(chǎng)和低頻電磁場(chǎng)，對(duì)于低頻電磁場(chǎng)，由于電磁場(chǎng)量隨時(shí)間t變化緩慢，在工程計(jì)算中通常忽略二次源的影響忽略∂B/∂t或者∂D/∂t，從而將時(shí)變電磁場(chǎng)簡(jiǎn)化為電準(zhǔn)靜態(tài)場(chǎng)或者磁準(zhǔn)靜態(tài)場(chǎng)。變壓器和電抗器鐵芯中的渦流問題即屬于典型的磁準(zhǔn)靜態(tài)場(chǎng)，忽略了位移電流的影響，而僅考慮傳導(dǎo)電流，此時(shí)磁場(chǎng)和電場(chǎng)分別滿足如下方程
式中：H為磁場(chǎng)強(qiáng)度，Jc為傳導(dǎo)電流，B為磁感應(yīng)強(qiáng)度，E為電場(chǎng)強(qiáng)度，D為電位移矢量，ρ為電荷體密度。渦流問題可通過求解上述矢量方程得到解決，為簡(jiǎn)化計(jì)算也可以引入位函數(shù)進(jìn)行求解。
2、耐壓公式推導(dǎo)
高頻下硅鋼片中的渦流電流會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的肌膚效應(yīng)，大部分渦流電流沿著硅鋼片的外表層流動(dòng)，如圖3a 所示。為便于分析，忽略電磁波的投入深度，即認(rèn)為電流僅沿著硅鋼片表面流動(dòng)，從而將渦流體電流Je等效為線電流ie，見圖3b，兩疊片之間的電場(chǎng)如圖3c所示。
假設(shè)單片硅鋼片的渦流電動(dòng)勢(shì)為u1，等效渦流電阻為Re，則渦流等效電路分析模型如圖4a所示，該電路模型可進(jìn)一步等效簡(jiǎn)化，如圖4b所示，此時(shí)絕緣兩側(cè)承受的電壓應(yīng)力嚴(yán)酷。
2、耐壓公式推導(dǎo)
高頻下硅鋼片中的渦流電流會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的肌膚效應(yīng)，大部分渦流電流沿著硅鋼片的外表層流動(dòng)，如圖3a 所示。為便于分析，忽略電磁波的投入深度，即認(rèn)為電流僅沿著硅鋼片表面流動(dòng)，從而將渦流體電流Je等效為線電流ie，見圖3b，兩疊片之間的電場(chǎng)如圖3c所示。
假設(shè)單片硅鋼片的渦流電動(dòng)勢(shì)為u1，等效渦流電阻為Re，則渦流等效電路分析模型如圖4a所示，該電路模型可進(jìn)一步等效簡(jiǎn)化，如圖4b所示，此時(shí)絕緣兩側(cè)承受的電壓應(yīng)力嚴(yán)酷。
對(duì)于單片硅鋼片，其截面上的感應(yīng)電勢(shì)可按下式計(jì)算
式（3）中，S為單片硅鋼片的導(dǎo)磁截面積，Bn為磁通密度在S截面上的法向分量。
設(shè)飽和電抗器線圈的勵(lì)磁端電壓為u2，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，u2應(yīng)等于所有硅鋼片產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)之和，即：
設(shè)飽和電抗器線圈的勵(lì)磁端電壓為u2，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，u2應(yīng)等于所有硅鋼片產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)之和，即：
上式中，n為鐵芯對(duì)數(shù)，N2為線圈匝數(shù)，N1為硅鋼疊片數(shù)。聯(lián)立（3）和（4）可知，單片硅鋼片內(nèi)感應(yīng)電勢(shì)u1與線圈端電壓u2的關(guān)系為
