一种优化EI变压器材料的方法技术

本发明专利技术提供了一种优化EI变压器材料的方法，所述EI变压器采用电工钢材料制成；包括如下步骤：根据EI变压器参数，建立所述变压器的物理仿真模型；根据所述仿真模型进行EI变压器空载工况仿真，得到所述EI变压器空载时的磁通密度最大值；根据所述磁通密度最大值得出EI变压器实际运行工作磁密的数值范围；根据所述电工钢材料的磁场‑磁感曲线和磁感‑铁损曲线，确认所述EI变压器实际运行工作磁密在所述磁场‑磁感曲线和磁感‑铁损曲线上所处的位置范围；在所述变压器实际运行工作磁密所处的位置范围内调整所述电工钢材料的电磁性能。本发明专利技术选用和开发性价比最优的电工钢材料来提升EI型变压器的输出性能和降低EI变压器的生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种优化EI变压器材料的方法
本专利技术属于变压器材料
，尤其涉及一种优化EI变压器材料的方法。
技术介绍
EI变压器是电子变压器里一种，是按照铁心形状来定义的，因为EI变压器的铁心是由“E”型片和″I“型片叠加起来的，因此叫做EI变压器。EI变压器一般是工频(低频)变压器(50HZ或60HZ)、电源变压器、某些音频变压器也是EI的，如音响上用的。我们国家要创建节约型社会，所以节能、环保型产品将成为最近几年制造业发展的新方向。EI变压器是生产和生活中重要的设备之一，降低损耗对电网具有重要的经济意义。现有EI变压器一般通过结构设计来降低损耗，例如在EI型变压器的漏磁空间内设置了至少一个漏磁空间铁芯，能够使漏磁通得到显著提高，进而提高变压器阻抗，大大减少变压器的杂散损耗，同时减少漏磁的不利影响。但很少从制作材料入手研究如何得到性价比高的变压器。
技术实现思路
针对现有技术中的上述缺陷，本专利技术的主要目的在于提供一种优化EI变压器材料的方法，得到性价比最优的用于制作EI变压器的电工钢材料。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种优化EI变压器材料的方法，所述EI变压器采用电工钢材料制成；包括如下步骤：根据EI变压器参数，建立所述变压器的物理仿真模型；根据所述仿真模型进行EI变压器空载工况仿真，得到所述EI变压器空载时的磁通密度最大值；根据所述磁通密度最大值得出EI变压器实际运行工作磁密的数值范围；根据所述电工钢材料的磁场-磁感曲线(B-H)和磁感-铁损曲线(B-P)，确认所述EI变压器实际运行工作磁密在所述磁场-磁感曲线(B-H)和磁感-铁损曲线(B-P)上所处的位置范围；在所述变压器实际运行工作磁密所处的位置范围内调整所述电工钢材料的电磁性能。作为进一步的优选，所述调整电工钢材料的电磁性能包括：降低电工钢材料的铁损P和提高电工钢材料的磁感B。作为进一步的优选，所述降低电工钢材料的铁损P和提高电工钢材料的磁感B包括：调整电工钢材料的制备工艺来降低铁损P和提高磁感B。作为进一步的优选，所述EI变压器参数包括尺寸、绕组设计和激励源参数。作为进一步的优选，所述尺寸包括铁芯尺寸；所述绕组设计包括初级线圈匝数及铁芯叠厚；所述激励源参数包括空载电压及工作频率。作为进一步的优选，所述建立变压器的物理仿真模型的方法包括：Magnet、Maxwell或FLUX方法。作为进一步的优选，所述EI变压器空载工况仿真包括：进行激励源设置、网格剖分以及设置边界条件，利用所述建立变压器的物理仿真模型的方法中集成的有限元算法和求解器，进行EI变压器空载工况仿真。作为进一步的优选，所述EI变压器空载工况仿真还包括：得到空载损耗及空载电流。作为进一步的优选，所述EI变压器型号选自EI×48、EI×35及EI×33。本专利技术的有益效果是：本专利技术可根据EI变压器参数，建立变压器的物理仿真模型，再根据所述仿真模型进行EI变压器空载工况仿真，由仿真分析方法得到所述EI变压器空载时的磁通密度最大值；所述空载时的磁通密度与实际运行时工作磁密接近，由此可估算得出EI变压器实际运行工作磁密的数值范围，本专利技术再根据所述电工钢材料A的磁场-磁感曲线(B-H)和磁感-铁损曲线(B-P)，由EI变压器实际运行工作磁密的数值范围确认实际运行工作磁密在所述磁场-磁感曲线(B-H)和磁感-铁损曲线(B-P)上所处的位置范围；进而可以针对性的在变压器实际运行工作磁密所处的位置范围内调整电工钢材料的电磁性能，开发性价比最优的电工钢材料；从而，一方面使得EI变压器输出性能得到提升，另一方面也能因电工钢材料成本降低而使得EI变压器制造成本下降。附图说明图1为本专利技术实施例优化EI变压器材料的方法的流程示意图。图2为本专利技术实施例建立的EI变压器物理仿真模型示意图。图3为本专利技术实施例EI变压器空载工作磁密云图。图4为本专利技术实施例EI变压器电工钢材料a、b的磁感-铁损曲线(B-P)对比示意图。图5为本专利技术实施例EI变压器电工钢材料a、b的磁场-磁感曲线(B-H)对比示意图。具体实施方式本专利技术通过提供一种优化EI变压器材料的方法，克服了现有技术的缺陷，从制作材料入手研究如何得到性价比高的变压器，可以筛选得到性价比最优的用于制作EI变压器的电工钢材料。为了解决上述问题，本专利技术实施例的主要思路是：如图1所示，本专利技术实施例优化EI变压器材料的方法，所述EI变压器采用电工钢材料制成；包括如下步骤：根据EI变压器参数，建立所述变压器的物理仿真模型；根据所述仿真模型进行EI变压器空载工况仿真，得到所述EI变压器空载时的磁通密度最大值；根据所述磁通密度最大值得出EI变压器实际运行工作磁密的数值范围；根据所述电工钢材料的磁场-磁感曲线(B-H)和磁感-铁损曲线(B-P)，确认所述EI变压器实际运行工作磁密在所述磁场-磁感曲线(B-H)和磁感-铁损曲线(B-P)上所处的位置范围；在所述变压器实际运行工作磁密所处的位置范围内调整所述电工钢材料的电磁性能。空载损耗和空载电流是EI变压器的最重要的两个输出性能，空载损耗是指当用额定电压施加于EI变压器的一个绕组上，而其余的绕组均为开路时，变压器所吸收的有功功率，只要投入电网，不论带多大负荷，空载损耗都是一样的，空载损耗与变压器带负荷多少无关。空载电流是指在所有次级绕组开路的情况下，再在初级绕组施加额定电压，通过初级绕组的电流称为初级空载电流，由磁化电流(产生磁通)和铁损电流(由铁芯损耗引起)组成。EI变压器的空载损耗和空载电流分别主要由电工钢材料的铁损(B-P)和磁感(B-H)决定，对应于EI变压器实际运行磁密，电工钢材料的铁损越低，EI变压器的空载损耗越低；电工钢材料的磁感越高，EI变压器的空载电流越小。而一般情况下，电工钢材料的铁损越低，电工钢材料的磁感越高，则上述电工钢材料的成本越高。本专利技术实施例基于成熟的商用电磁仿真软件，如Magnet或Maxwell或FLUX软件，依据EI变压器的实际尺寸、绕组设计和激励源等参数，在电磁仿真软件中建立EI变压器的物理仿真模型，如图2所示，并进行激励源设置、网格剖分以及设置边界条件等等，然后利用仿真软件中集成的有限元算法和求解器，进行EI变压器空载工况仿真，能够仿真出空载损耗、空载电流和空载工作磁密，仿真出的EI变压器空载工作磁密，如图3所示。而空载时的磁通密度与实际运行时工作磁密接近，由此可估算得出EI变压器实际运行工作磁密的数值范围；将上述EI变压器实际运行工作磁密对应到EI变压器所使用的铁芯材料-电工钢材料的电磁性能：磁场-磁感曲线(B-H)和磁感-铁损曲线(B-P)，确认EI变压器实际运行工作磁密在电工钢材料磁性能曲线B-H和B-P上所处的位置范围；进而有针对性地提升EI变压器实际运行工作磁密在电工钢材料磁性能曲线B-H和B-P上所在位置处的电磁性能，选用或开发性价比最优的电工钢材料。为了让本专利技术之上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举实施例，来说明本专利技术所述之优化EI变压器材料的方法。实施例EI变压器实例的基本参数如下：变压器类型：EI×48空载电压：120V工作频率：60HZ初级线圈匝数：1110T铁芯叠厚：20mm铁芯尺寸(mm)：全长a全宽f窗高e窗宽c舌宽d边宽b48322481本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种优化EI变压器材料的方法，所述EI变压器采用电工钢材料制成；其特征在于：包括如下步骤：根据EI变压器参数，建立所述变压器的物理仿真模型；根据所述仿真模型进行EI变压器空载工况仿真，得到所述EI变压器空载时的磁通密度最大值；根据所述磁通密度最大值得出EI变压器实际运行工作磁密的数值范围；根据所述电工钢材料的磁场‑磁感曲线和磁感‑铁损曲线，确认所述EI变压器实际运行工作磁密在所述磁场‑磁感曲线和磁感‑铁损曲线上所处的位置范围；在所述变压器实际运行工作磁密所处的位置范围内调整所述电工钢材料的电磁性能。

【技术特征摘要】
1.一种优化EI变压器材料的方法，所述EI变压器采用电工钢材料制成；其特征在于：包括如下步骤：根据EI变压器参数，建立所述变压器的物理仿真模型；根据所述仿真模型进行EI变压器空载工况仿真，得到所述EI变压器空载时的磁通密度最大值；根据所述磁通密度最大值得出EI变压器实际运行工作磁密的数值范围；根据所述电工钢材料的磁场-磁感曲线和磁感-铁损曲线，确认所述EI变压器实际运行工作磁密在所述磁场-磁感曲线和磁感-铁损曲线上所处的位置范围；在所述变压器实际运行工作磁密所处的位置范围内调整所述电工钢材料的电磁性能。2.根据权利要求1所述的优化EI变压器材料的方法，其特征在于：所述调整电工钢材料的电磁性能包括：降低电工钢材料的铁损P和提高电工钢材料的磁感B。3.根据权利要求2所述的优化EI变压器材料的方法，其特征在于：所述降低电工钢材料的铁损P和提高电工钢材料的磁感B包括：调整电工钢材料的制备工艺来降低铁损P和提高磁感B。4.根据权利要求1所述的优化EI变...

【专利技术属性】
技术研发人员：李广林，马琳，胡志远，龚坚，王付兴，刘磊，姚海东，徐新芳，
申请(专利权)人：北京首钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11