大功率電力電子裝備超薄取向硅鋼檢測(cè)評(píng)估技術(shù)
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- 作者:鞏學(xué)海,陳新,韓鈺 編
- 出版時(shí)間:2020/1/1
- ISBN:9787519838324
- 出 版 社:中國(guó)電力出版社
- 中圖法分類:TN97
- 頁(yè)碼:191
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:32開
為了提高我國(guó)超薄取向硅鋼的應(yīng)用水平,促進(jìn)電力電子裝備向大功率、高效率方向發(fā)展,《大功率電力電子裝備超薄取向硅鋼檢測(cè)評(píng)估技術(shù)》在闡述鐵磁學(xué)與超薄取向硅鋼基本知識(shí)的基礎(chǔ)上,研究了超薄取向硅鋼磁性能測(cè)量方法,系統(tǒng)闡述了使用愛潑斯坦方圈測(cè)量超薄取向硅鋼磁性能涉及的問(wèn)題及影響,概述了一種改進(jìn)型單片測(cè)量裝置的原理及存在的問(wèn)題。結(jié)合電力電子裝備的復(fù)雜工況,以進(jìn)口超薄取向硅鋼(GT100)及普通厚度取向硅鋼(23QG100)為例,揭示了溫度、頻率、諧波及脈寬調(diào)制波形等工況對(duì)硅鋼磁滯行為、損耗特性的影響,豐富了超薄取向硅鋼的性能數(shù)據(jù)。對(duì)國(guó)內(nèi)外常用超薄取向硅鋼的性能進(jìn)行了評(píng)估,指出了二者在性能上的差距。結(jié)合脈沖變壓器及直流換流閥用飽和電抗器的特點(diǎn),簡(jiǎn)述了超薄取向硅鋼的應(yīng)用情況。
《大功率電力電子裝備超薄取向硅鋼檢測(cè)評(píng)估技術(shù)》可供電氣工程領(lǐng)域及材料領(lǐng)域從事工程研究、產(chǎn)品設(shè)計(jì)和應(yīng)用的科技工作者使用,也可作為高等院校電氣工程專業(yè)與材料專業(yè)師生的參考用書。
超薄取向硅鋼是大功率電力電子裝備中應(yīng)用最為廣泛的軟磁材料之一。由于高端超薄取向硅鋼的制備長(zhǎng)期受國(guó)外壟斷,我國(guó)缺少相應(yīng)的制備技術(shù)與復(fù)雜工況下的測(cè)量技術(shù),對(duì)超薄取向硅鋼材料及性能的掌握不夠充分,因此超薄取向硅鋼在我國(guó)大功率電力電子裝備中的應(yīng)用與發(fā)展受到了限制。
國(guó)外對(duì)于中頻超薄取向硅鋼的研究及應(yīng)用始于20世紀(jì)50年代,最早由美國(guó)發(fā)明并推廣應(yīng)用。目前中頻超薄取向硅鋼生產(chǎn)制造的核心技術(shù)主要由美國(guó)Armco公司、英國(guó)BSC公司、日本金屬公司等企業(yè)掌握。相比國(guó)外,我國(guó)對(duì)于中頻超薄取向硅鋼的研究起步較晚,早期北京鋼鐵研究總院采用全工藝流程制備超薄取向硅鋼帶材,近年來(lái)北京科技大學(xué)和東北大學(xué)分別在實(shí)驗(yàn)室制備出超薄帶材,在工業(yè)方面雖然有一些企業(yè)具備小批量帶材的制備能力,但在帶材表面、鐵損、絕緣涂層等方面與日本產(chǎn)品仍有很大差距,尚不能滿足在電網(wǎng)等高端領(lǐng)域應(yīng)用的需要。高性能電力電子裝置用超薄取向硅鋼及鐵心全部依賴進(jìn)口。
眾所周知,材料的發(fā)展源于需求的牽引。我國(guó)中頻超薄取向硅鋼的發(fā)展滯后,是由于國(guó)內(nèi)在材料基礎(chǔ)理論、測(cè)試與評(píng)估及應(yīng)用等領(lǐng)域均滯后于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家。大功率電力電子裝備運(yùn)行在非正弦的復(fù)雜運(yùn)行工況下,對(duì)中頻超薄取向硅鋼的性能要求嚴(yán)苛,采用傳統(tǒng)的正弦工況測(cè)試技術(shù)已經(jīng)不能有效、準(zhǔn)確地評(píng)估出材料在電力電子裝備復(fù)雜運(yùn)行工況下的性能。目前,我國(guó)對(duì)中高頻軟磁材料性能的測(cè)試仍集中在傳統(tǒng)的正弦磁化工況,無(wú)法為中頻超薄取向硅鋼的發(fā)展提供必要的指導(dǎo)。而德國(guó)、日本及比利時(shí)等國(guó)已掌握非正弦工況下款磁材料性能測(cè)試方法,針對(duì)電力電子裝備的運(yùn)行工況,能夠牽引材料各項(xiàng)性能指標(biāo)向滿足裝備實(shí)際運(yùn)行工況的應(yīng)用需求方向發(fā)展,使中頻超薄取向硅鋼材料得到了長(zhǎng)足發(fā)展,高端產(chǎn)品處于壟斷地位。
因此,為了能準(zhǔn)確評(píng)估大功率電力電子裝備用中頻超薄取向硅鋼的電磁性能,促進(jìn)我國(guó)中頻超薄取向硅鋼材料制備及應(yīng)用的快速發(fā)展,打破國(guó)外技術(shù)壟斷,中華人民共和國(guó)工業(yè)和信息化部立項(xiàng)“大功率電力電子裝備用中高頻磁性元件關(guān)鍵技術(shù)”智能電網(wǎng)專項(xiàng)國(guó)家科技項(xiàng)目,通過(guò)研究不同的測(cè)試方法、測(cè)試工況,實(shí)現(xiàn)對(duì)材料性能的全方位評(píng)估,力圖掌握材料在大功率電力電子裝備運(yùn)行工況下的測(cè)試評(píng)估技術(shù)和相關(guān)技術(shù)指標(biāo)。
本書內(nèi)容是依據(jù)該項(xiàng)目的研究成果編寫的,詳細(xì)闡述了大功率電力電子裝備超薄取向硅鋼檢測(cè)評(píng)估技術(shù),主要內(nèi)容包括鐵磁學(xué)基礎(chǔ)與超薄取向硅鋼磁性能影響因素、使用愛潑斯坦方圈測(cè)量中頻超薄取向硅鋼磁性能、使用改進(jìn)單片裝置測(cè)量中高頻超薄取向硅鋼磁性能、不同運(yùn)行工況下超薄取向硅鋼磁性能測(cè)量、中頻超薄取向硅鋼綜合性能評(píng)估、中頻超薄取向硅鋼的應(yīng)用。本書第1章由鞏學(xué)海、高潔、楊富堯編寫,第2章由鞏學(xué)海、陳新、韓鈺、劉洋編寫,第3章由劉洋、楊富堯、馬光編寫,第4章由劉洋、何承緒、程靈編寫,第5章由鞏學(xué)海、劉洋、昊雪編寫,第6章由鞏學(xué)海、陳新、韓鈺、劉洋編寫。本書由鞏學(xué)海主編,陳新、韓鈺進(jìn)行統(tǒng)稿。本書在編寫過(guò)程中得到了作者所在單位全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院電工新材料所和同行專家的大力支持和幫助。特在此表示衷心的感謝。
本書可供電氣工程領(lǐng)域及材料領(lǐng)域從事工程研究、產(chǎn)品設(shè)計(jì)和應(yīng)用的科技工作者使用,也可作為高等院校電氣工程專業(yè)與材料專業(yè)師生的參考用書。
由于編者水平和經(jīng)驗(yàn)有限,書中難免存在一些不足之處,懇請(qǐng)各位專家和讀者批評(píng)指正。
鞏學(xué)海,博士,教授級(jí)高級(jí)工程師,全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院副院長(zhǎng),國(guó)務(wù)院政府特殊津貼專家,中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)輸變電材料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)副主任委員,曾任CIGRE變電站專業(yè)委員會(huì)委員。主持10余項(xiàng)電網(wǎng)重大裝備科研項(xiàng)目,獲國(guó)家及省部級(jí)獎(jiǎng)10項(xiàng)。主持編著《特大電網(wǎng)高壓輸變電技術(shù)與裝備》。
陳新,博士,教授級(jí)高級(jí)工程師,國(guó)家電網(wǎng)有限公司科技領(lǐng)軍人才,獲得省部級(jí)獎(jiǎng)5項(xiàng),長(zhǎng)期從事電工新材料技術(shù)研究工作。
韓鈺,博士,教授級(jí)高級(jí)工程師,國(guó)家電網(wǎng)有限公司優(yōu)秀專家,獲得國(guó)家及省部級(jí)獎(jiǎng)4項(xiàng),長(zhǎng)期從事電工裝備用磁性材料技術(shù)研究工作。
前言
第1章 鐵磁學(xué)基礎(chǔ)與超薄取向硅鋼磁性能影響因素
1.1 概述
1.2 磁學(xué)基本參數(shù)
1.3 鐵磁性物質(zhì)的基本特點(diǎn)
1.4 鐵磁性物質(zhì)的磁化機(jī)制
1.5 影響超薄取向硅鋼鐵磁材料特性的主要因素
第2章 使用愛潑斯坦方圈測(cè)量中頻超薄取向硅鋼磁性能
2.1 愛潑斯坦方圈測(cè)量方法與測(cè)量系統(tǒng)
2.2 多種因素對(duì)中頻超薄取向硅鋼磁性能測(cè)量與波形系數(shù)的影響
2.3 本章小結(jié)
第3章 使用改進(jìn)單片裝置測(cè)量中高頻超薄取向硅鋼磁性能
3.1 改進(jìn)的雙軛雙片硅鋼材料磁性能測(cè)量裝置
3.2 傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)與改進(jìn)結(jié)構(gòu)的仿真對(duì)比
3.3 使用改進(jìn)雙軛雙片結(jié)構(gòu)測(cè)量超薄取向硅鋼的磁性能
3.4 本章小結(jié)
第4章 不同運(yùn)行工況下超薄取向硅鋼磁性能測(cè)量
4.1 不同溫度條件下超薄取向硅鋼磁性能測(cè)量
4.2 不同磁化條件下超薄取向硅鋼磁性能測(cè)量
4.3 本章小結(jié)
第5章 中頻超薄取向硅鋼綜合性能評(píng)估
5.1 中頻超薄取向硅鋼綜合性能評(píng)估方法
5.2 中頻超薄取向硅鋼綜合性能評(píng)估結(jié)果
5.3 本章小結(jié)
第6章 中頻超薄取向硅鋼的應(yīng)用
6.1 中頻超薄取向硅鋼在脈沖變壓器中的應(yīng)用
6.2 中頻超薄取向硅鋼在直流換流閥用飽和電抗器中的應(yīng)用
6.3 本章小結(jié)
附錄A 23QG100與GT100超薄取向硅鋼退磁前后的磁性能測(cè)量數(shù)據(jù)
附錄B 使用不同匝數(shù)愛潑斯坦方圈測(cè)得的23QG100普通取向硅鋼與GT100超薄取向硅鋼磁陛能測(cè)量數(shù)據(jù)
附錄C 不同重量GT100超薄取向硅鋼磁性能測(cè)量數(shù)據(jù)
參考文獻(xiàn)
索引