[发明专利]基于磁场积分方程法的磁通门瞬态分析方法

摘要

本发明公开了一种基于磁场积分方程法的磁通门瞬态分析方法，根据磁通门铁芯特点，建立基于磁场积分方程法的磁通门准静态分析模型，并引入激励电流频率的影响，建立可以对磁通门进行瞬态分析的数学模型。采用本发明建立的磁通门瞬态分析模型不仅准确地综合考虑了磁通门的结构、铁芯材料、激励电压、激励频率等因素的影响，而且准确地考虑了随着频率增大而增强的磁感应强度滞后现象，从而能够准确的对磁通门进行瞬态分析。

主权项

基于磁场积分方程法的磁通门瞬态分析方法，磁通门包括铁芯、激励线圈、接收线圈，铁芯为两条长条状薄片，磁通门铁芯数学模型简化为平面二维模型，其特征在于，磁通门瞬态分析包括以下步骤：首先计算磁通门铁芯的形状参数并测试铁芯材料的磁化曲线，建立准静态模型；然后在准静态模型中引入激励电流频率的影响：在低频情况下可以忽略位移电流，电流密度可分解为涡流和给定的激励电流密度，即，根据磁场叠加原理，考虑涡流影响后，磁通门铁芯内磁场强度可以分解成：其中是源磁场，包括激励电流产生的磁场强度和被测外磁场，是涡流产生的寄生磁场，是铁芯材料产生的退磁场；将涡流产生的磁场强度移项到左端，并记，可得，铁芯内磁场方程组为：对于薄片状、圆柱状铁芯，可以用铁芯形状参数和磁感应强度时变率表示涡流产生的寄生磁场，其中铁芯材料数学模型为：最后建立磁通门瞬态分析模型，在考虑频率的外磁场中，铁芯材料内的磁场与磁化强度的关系由以下方程组描述：其中为形状参数，为磁滞损失参数，为平均场参数，为磁畴壁弯曲常数，为涡流产生的寄生磁场，是与铁芯厚度和导电率有关的系数，为铁芯材料的饱和磁化强度，为不可逆磁化强度，为非磁滞磁化强度，为铁芯材料的磁化强度，B为磁感应强度，H为磁通门铁芯的总磁场，参数、、、和描述非磁滞磁化曲线的形状，线性部分由描述，而饱和部分由、、和描述，为方向参数，当dH/dt>0时取+1，当dH/dt<0时取‑1；联合铁芯材料的磁化曲线及以上公式、方程组，对磁通门进行瞬态分析。