含应力和应变的JA磁滞模型参数识别方法技术

本发明专利技术属于电磁技术领域，具体涉及含应力和应变的JA磁滞模型参数识别方法。JA磁滞模型参数识别方法包括以下步骤：引入塑性应变至硅钢片；获取所述硅钢片的磁滞回线；根据所述硅钢片的磁滞回线计算峰值磁感应强度、矫顽力、剩磁与矫顽力的比值和磁滞损耗的实验值；根据所述磁性参数的峰值磁感应强度、矫顽力、剩磁与矫顽力的比值和磁滞损耗的实验值确定模型参数中a、k、α、C的值。通过本发明专利技术的含应力和应变的JA磁滞模型参数识别方法可以识别含应力和应变的JA磁滞模型参数，且本识别方法提高JA磁滞模型参数识别的精度和速度。

【技术实现步骤摘要】
含应力和应变的JA磁滞模型参数识别方法
本专利技术属于电磁
，具体涉及一种含应力和应变的JA磁滞模型参数识别方法。
技术介绍
随着无取向硅钢在电机等元器件上的广泛应用，硅钢片制造工艺劣化其磁性能的现象受到了越来越多的关注。制造工艺具体包含冲裁、焊接、机械连接、绕线和压装等，这些制造工艺会在材料内部引入方向各异、类型不同、分布不均的复杂残余应力和塑性应变，急剧增大了硅钢材料的磁化阻力，导致其损耗显著上升。现有技术中，识别JA磁滞模型参数通常通过遗传算法、神经网络、粒子群算法等，但现有的JA磁滞模型参数识别方法均未涉及到含应力和应变的磁滞模型，因此，难以识别含应力和应变的JA磁滞模型参数。
技术实现思路
本专利技术的目的是至少解决难以识别含应力和应变的JA磁滞模型参数的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：本专利技术提出了含应力和应变的JA磁滞模型参数识别方法，含应力和应变的JA磁滞模型参数识别方法包括以下步骤：引入塑性应变至硅钢片；获取所述硅钢片的磁滞回线；根据所述硅钢片的磁滞回线计算峰值磁感应强度、矫顽力、剩磁与矫顽力的比值和磁滞损耗的实验值；根据所述磁性参数的峰值磁感应强度、矫顽力、剩磁与矫顽力的比值和磁滞损耗的实验值确定模型参数中a、k、α、C的值；其中，a为非磁滞磁化行为参数，k为磁畴壁集中系数，α为主要场分量，C为可逆磁化系数。根据本专利技术的实施方式的含应力和应变的JA磁滞模型参数识别方法，通过在硅钢片中首先引入塑性应变，使硅钢片中产生应力和应变，再将含有应力和应变的硅钢片进行磁性测试，以获取硅钢片的磁场强度和磁感应强度的磁性参数，再根据硅钢片的磁场强度和磁感应强度计算硅钢片的峰值磁感应强度、矫顽力、剩磁与矫顽力的比值和磁滞损耗的实验值，最后根据峰值磁感应强度、矫顽力、剩磁与矫顽力的比值和磁滞损耗的实验值确定模型参数中a、k、α、C的值。通过本专利技术的含应力和应变的JA磁滞模型参数识别方法可以识别含应力和应变的JA磁滞模型参数，且本识别方法提高JA磁滞模型参数识别的精度和速度。在本专利技术的一些实施方式中，所述根据所述磁性参数的峰值磁感应强度、矫顽力、剩磁与矫顽力的比值和磁滞损耗的实验值确定模型参数中a、k、α、C的精确值，具体包括以下步骤：根据磁性参数的峰值磁感应强度、矫顽力、剩磁与矫顽力的比值和磁滞损耗的实验值分别确定模型参数中a、k、α、C的粗估值；根据模型参数中a、k、α、C的粗估值设置模型参数中a、k、α、C的限值；根据所述磁性参数的峰值磁感应强度、矫顽力、剩磁与矫顽力的比值和磁滞损耗的实验值共同确定模型参数中a、k、α、C的精确值。在本专利技术的一些实施方式中，所述根据峰值磁感应强度、矫顽力、剩磁与矫顽力的比值和磁滞损耗的实验值分别确定模型参数中a、k、α、C的粗估值，具体包括以下步骤：预设模型参数中a、k、α、C的初始值；调整一个模型参数的初始值，控制其余三个模型参数的初始值不变；根据调整后的模型参数的初始值计算磁性参数的峰值磁感应强度、矫顽力、剩磁与矫顽力的比值和磁滞损耗的粗算值；计算与所述一个模型参数对应的磁性参数的粗算值与实验值的误差值；根据所述磁性参数的粗算值与实验值在预设误差值范围内，确定所述一个模型参数的粗估值。在本专利技术的一些实施方式中，所述根据模型参数a计算磁性参数的峰值磁感应强度的粗算值，或者根据模型参数k计算磁性参数矫顽力的粗算值，或者根据模型参数α计算磁性剩磁与矫顽力的比值的粗算值，或者根据模型参数C计算磁性参数磁滞损耗的粗算值通过以下公式计算：B＝μ0(M+H)(2)Mir＝1-CM(4)其中，M为硅钢片的磁化强度，M为中间变量；H为外磁场强度；B为磁感应强度；μ0为真空磁导率，μ0为常数；Man为无磁滞磁化强度；Mir为不可逆磁化强度；a为非磁滞磁化行为模型参数；k为磁畴壁集中系数；α为主要场分量；C为可逆磁化系数；6为系数，当磁场强度增大时，取值1；当磁场强度减小时，取值-1，Ms为材料的饱和磁化强度。在本专利技术的一些实施方式中，所述计算所述磁性参数的实验值与所述磁性参数的粗算值的误差值根据以下公式计算：在本专利技术的一些实施方式中，所述预设误差值范围为3％～5％。在本专利技术的一些实施方式中，所述根据所述磁性参数的峰值磁感应强度、矫顽力、剩磁与矫顽力的比值和磁滞损耗的实验值共同确定模型参数中a、k、α、C的精确值，具体包括以下步骤：在各模型参数的限值内设置模型参数中a、k、α、C的精估值；根据模型参数中a、k、α、C的精估值分别计算磁性参数的峰值磁感应强度、矫顽力、剩磁/矫顽力的比值、磁滞损耗的精算值；分别计算各磁性参数的实验值与精算值的误差值；根据各磁性参数的实验值与精算值的误差值之和最小，确定模型参数中a、k、α、C的精确值。在本专利技术的一些实施方式中，所述根据各磁性参数的实验值与精算值的误差值之和最小，确定模型参数中a、k、α、C的精确值后，还包括以下步骤：根据模型参数中a、k、α、C的精确值拟合模型参数中a、k、α、C与应力应变的关系式：a＝70.4(0.026σr2-2.7σ+967.5e2)(101.2ε+2.5)(6)k＝(-4.2σ2-841.2-47510)ε2+(10.3σ2+63.0σ+4157)ε-0.9σ+49.58(7)α＝(-2.8ε+0.4)×10-9σ3+(6.5ε-1.2)×10-9σ2+(3.0ε-0.5)×10-6σ-0.0001ε+1.8×10-5(8)C＝(-0.038σ2+1.1σ+163.7)ε2+(0.003σ2-0.1σ-14.1)ε+0.008σ+0.34(9)其中，σ为应力；ε为塑性应变。在本专利技术的一些实施方式中，所述引入塑性应变至硅钢片，具体包括以下步骤：在多个的硅钢片中分别引入不同梯度的塑性应变。在本专利技术的一些实施方式中，所述不同梯度的塑性应变轧向相同。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：图1为本专利技术实施方式的含应力和应变的JA磁滞模型参数识别方法的流程示意图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含应力和应变的JA磁滞模型参数识别方法，其特征在于，所述含应力和应变的JA磁滞模型参数识别方法包括以下步骤：/n引入塑性应变至硅钢片；/n获取所述硅钢片的磁滞回线；/n根据所述硅钢片的磁滞回线计算磁性参数的峰值磁感应强度、矫顽力、剩磁与矫顽力的比值和磁滞损耗的实验值；/n根据所述磁性参数的峰值磁感应强度、矫顽力、剩磁与矫顽力的比值和磁滞损耗的实验值确定模型参数中a、k、α、C的值；/n其中，a为非磁滞磁化行为参数，k为磁畴壁集中系数，α为主要场分量，C为可逆磁化系数。/n

【技术特征摘要】
1.一种含应力和应变的JA磁滞模型参数识别方法，其特征在于，所述含应力和应变的JA磁滞模型参数识别方法包括以下步骤：
引入塑性应变至硅钢片；
获取所述硅钢片的磁滞回线；
根据所述硅钢片的磁滞回线计算磁性参数的峰值磁感应强度、矫顽力、剩磁与矫顽力的比值和磁滞损耗的实验值；
根据所述磁性参数的峰值磁感应强度、矫顽力、剩磁与矫顽力的比值和磁滞损耗的实验值确定模型参数中a、k、α、C的值；
其中，a为非磁滞磁化行为参数，k为磁畴壁集中系数，α为主要场分量，C为可逆磁化系数。


2.根据权利要求1所述的含应力和应变的JA磁滞模型参数识别方法，其特征在于，所述根据所述磁性参数的峰值磁感应强度、矫顽力、剩磁与矫顽力的比值和磁滞损耗的实验值确定模型参数中a、k、α、C的值，具体包括以下步骤：
根据所述磁性参数的峰值磁感应强度、矫顽力、剩磁与矫顽力的比值和磁滞损耗的实验值分别确定模型参数中a、k、α、C的粗估值；
根据所述模型参数中a、k、α、C的粗估值设置模型参数中a、k、α、C的限值；
根据所述磁性参数的峰值磁感应强度、矫顽力、剩磁与矫顽力的比值和磁滞损耗的实验值共同确定模型参数中a、k、α、C的精确值。


3.根据权利要求2所述的含应力和应变的JA磁滞模型参数识别方法，其特征在于，所述根据所述磁性参数的峰值磁感应强度、矫顽力、剩磁与矫顽力的比值和磁滞损耗的实验值分别确定模型参数中a、k、α、C的粗估值，具体包括以下步骤：
预设模型参数中a、k、α、C的初始值；
调整一个模型参数的初始值，控制其余三个模型参数的初始值不变；
根据调整后的模型参数的初始值计算磁性参数的峰值磁感应强度、矫顽力、剩磁与矫顽力的比值和磁滞损耗的粗算值；
计算与所述一个模型参数对应的磁性参数的粗算值与实验值的误差值；
根据所述磁性参数的粗算值与实验值在预设误差值范围内，确定所述一个模型参数的粗估值。


4.根据权利要求3所述的含应力和应变的JA磁滞模型参数识别方法，其特征在于，所述根据调整后的模型参数的初始值计算磁性参数的峰值磁感应强度、矫顽力、剩磁与矫顽力的比值和磁滞损耗的粗算值根据以下公式计算：



B＝μ0(M+H)(2)



Mir＝1-CM(4)
其中，M为硅钢片的磁化强度，M为中间变量；H为外磁场强度；B为磁感应强度；μ0为真空磁导率，μ0为常数；Man为无磁滞磁化强度；Mir为不可逆磁化强度；a为非磁滞磁化行为模型参数；k为磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔荣高，高文进，任伟，梁文胜，朱洪超，
申请(专利权)人：潍柴动力股份有限公司，潍柴新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37