涡流损耗的应用

涡流损耗与应用的初步探讨本科

本科毕业论文（设计）

题目：涡流损耗与应用的初步探讨

学院：物理与电子科学学院

班级：物理学二班

姓名：郑建峰

指导教师：马孟森职称：讲师

完成日期： 2013 年 5 月 25 日

涡流损耗与应用的初步探讨

摘要：在电机、变压器等一些常用的电气设备中除电路部分外还有所谓的磁路部分。然而在交流的电磁路中交变的磁通不仅会在线圈中产生感应电动势, 还要在铁芯中引起感应电动势, 从而使铁芯中产生感应电流——涡流。由于铁芯的电阻一般很小, 所以涡流较大, 使铁芯能够很快发热。这对于交流电机和变压器等设备来说是十分有害的，但有一些仪器也是巧妙的利用这个原理。本文利用电磁场理论，来探讨一下导体中的涡流分布及涡流损耗及其应用。

关键字：电磁场；涡流；涡流损耗；电磁炉

I

目录

0引言 0

1 涡电流理论基础 0

2.薄导体板中的涡流分布及涡流损耗 0

2.1薄导体板中的涡流分布 0

2.2 薄导体板由于涡流的损耗 (3)

2.3 薄导体板小结 (3)

3 块状金属的涡流及涡流损耗 (3)

3.1 铁芯为整块金属 (3)

3.2 铁芯为绝缘的薄片 (4)

3.3 块状金属的小结 (6)

4 涡流的应用：电磁炉 (6)

4.1 电磁炉的工作原理 (7)

4.2

涡流损耗与应用的初步探讨本科

本科毕业论文（设计）

题目：涡流损耗与应用的初步探讨

学院：物理与电子科学学院

班级：物理学二班

姓名：郑建峰

指导教师：马孟森职称：讲师

完成日期： 2013 年 5 月 25 日

涡流损耗与应用的初步探讨

摘要：在电机、变压器等一些常用的电气设备中除电路部分外还有所谓的磁路部分。然而在交流的电磁路中交变的磁通不仅会在线圈中产生感应电动势, 还要在铁芯中引起感应电动势, 从而使铁芯中产生感应电流——涡流。由于铁芯的电阻一般很小, 所以涡流较大, 使铁芯能够很快发热。这对于交流电机和变压器等设备来说是十分有害的，但有一些仪器也是巧妙的利用这个原理。本文利用电磁场理论，来探讨一下导体中的涡流分布及涡流损耗及其应用。

关键字：电磁场；涡流；涡流损耗；电磁炉

I

目录

0引言 0

1 涡电流理论基础 0

2.薄导体板中的涡流分布及涡流损耗 0

2.1薄导体板中的涡流分布 0

2.2 薄导体板由于涡流的损耗 (3)

2.3 薄导体板小结 (3)

3 块状金属的涡流及涡流损耗 (3)

3.1 铁芯为整块金属 (3)

3.2 铁芯为绝缘的薄片 (4)

3.3 块状金属的小结 (6)

4 涡流的应用：电磁炉 (6)

4.1 电磁炉的工作原理 (7)

4.2

electricity technology and Managemen

电力技术与管理

T

电力变压器绕组涡流损耗及温升分析刘金凤 (保定天威保变电气股份有限公司，河北保定 071056)摘要：随着电力系统的发展，变压器容量也在逐步增大，随之而产生的问题就是变压器中绕组的涡流损耗问题。容量增大使得变压器漏磁场变大并不能再被忽略，漏磁场在变压器中的铁芯、绕组等导磁部件中引起的涡流损耗会导致局部结构件的温度升高，并可能危及变压器的正常运行。因此结合变压器漏磁场对变压器绕组的涡流损耗分析以及涡流损耗产生的温升的相关分析可以为变压器结构改进、减少损耗和提高运行可靠性提供理论依据。关键词：电力变压器；绕组；涡流损耗；分析中图分类号：TK112 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 (2014) 06-0032-01变压器作为电力系统中的核心部件，其性能一直受到广泛关注，现阶段，随着科技的进步和用电量的普遍上升，变压器的容量也在逐渐变大，同步凸显的一个问题就是变压器漏磁和绕组温升的问题。随着变压器容量的增大，漏磁场强度也在增加，并进一步增强变压器内部能量损耗从而增加产热，这个原因使得变压器内部的重要能量转换

electricity technology and Managemen

电力技术与管理

T

电力变压器绕组涡流损耗及温升分析刘金凤 (保定天威保变电气股份有限公司，河北保定 071056)摘要：随着电力系统的发展，变压器容量也在逐步增大，随之而产生的问题就是变压器中绕组的涡流损耗问题。容量增大使得变压器漏磁场变大并不能再被忽略，漏磁场在变压器中的铁芯、绕组等导磁部件中引起的涡流损耗会导致局部结构件的温度升高，并可能危及变压器的正常运行。因此结合变压器漏磁场对变压器绕组的涡流损耗分析以及涡流损耗产生的温升的相关分析可以为变压器结构改进、减少损耗和提高运行可靠性提供理论依据。关键词：电力变压器；绕组；涡流损耗；分析中图分类号：TK112 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 (2014) 06-0032-01变压器作为电力系统中的核心部件，其性能一直受到广泛关注，现阶段，随着科技的进步和用电量的普遍上升，变压器的容量也在逐渐变大，同步凸显的一个问题就是变压器漏磁和绕组温升的问题。随着变压器容量的增大，漏磁场强度也在增加，并进一步增强变压器内部能量损耗从而增加产热，这个原因使得变压器内部的重要能量转换

密级：内部

高速电主轴永磁同步电机永磁体涡流损耗计算研究

The calculation and analysis of high-speed spindle permanent magnet motor eddy current losses in

the permanent magnet

学 院：电气工程学院

专 业 班 级：电气工程及其自动化0903班 学 号： 学 生 姓 名：

指 导 教 师： （副教授）

2013 年 6 月

摘 要

永磁同步电机是由永磁体建立励磁磁场的同步电机，电机结构较为简单，降低了加工和装配费用，提高了电机运行的可靠性；又因无需励磁电流，省去了励磁损耗，提高了电机的效率和功率密度。当外磁场发生变化时，永磁体就会产生涡流导致发热。因此，很有必要对转子永磁体内的涡流进行计算和分析，并采取相应的解决办法。

本文主要运用了有限元软件对高速电主轴永磁电机永磁体的涡流损耗进行分析，以得到永磁体涡流损耗的大小和分布规律，并研究永磁体涡流损耗的影响因素，从而为减小永磁体涡流损耗提供依据。

首先建立高速电主轴永磁电机有

Aerospace Applications

Eddy Current NDT in Aerospace

Slide 1

training programme

HOCKING eddy current

Aerospace Applications

What do we do, and who for?u

History of EC NDT in Aerospaceu

u

u

u

Slide 2

Eddy current testing has been used for over 50 years Originally focused on manufactured parts Technique development is now focused on aircraft maintenance activities Need to improve inspection sensitivity and efficiency due to the increasing number of ‘old‘ aircraft retained inHOCKING eddy current service training programme

Aerospace Applica

一、电介质的极化现象

将平行平板电容器放在密闭容器中，极间抽成真空，然后在极板上施加直流电压U，这时极板上聚积有正、负电荷，其电荷量为Q0，然后把一块固体介质(厚度与极间距离相等)放在极间，施加同样的电压，就可以发现极板上的电荷增加到Q0＋Q’。这是由电介质极化现象造成的：即在外施电场作用下，此固体介质中原来彼此中和的正、负电荷产生了位移，形成电矩，使介质表面出现束缚电荷，相应地便在极板上另外吸住了一部分电荷Q’，所以极板上电荷增多，并造成电容量的增加。平行平板电容器在真空中的电容量为：

C?二、电介质的极化类型

Q?A? Ud1、电子式极化 如图1所示，当物质原子里的电子轨道受到外电场的作用时，它相对于原子核发生位移而形成极化，这就是电子极化。电子极化存在于一切气体、液体及固体介质中。其特点为：(1)形成极化所需时间极短，故εr不受频率变化影响。(2)具有弹性，当外加电场去掉后，依靠正、负电荷间的吸引力，作用中心又马上会重合在一起而整个呈现非极性，所以这种极化没有损耗。

dE

图1 电子式极化

2、离子式极化 固体无机化合物多数属于离子式结构。无外电场时，大量离子对的偶极距相互

降低材料损耗的措施

材料消耗过程的管理，就是对材料在施工生产消耗过程中进行组织、指挥、监督、调节和核算，借以消除不合理的消耗，达到物尽其用，降低材料成本，增加企业经济效益的目的。对于材料消耗的降低，主要来自材料采购成本的节约和材料使用的节约，特别是材料使用过程中的节约更具有重要意义。 一、节约钢材的措施

1.1集中断料，合理加工

在一个建筑企业范围内，所有钢构件、铁件加工应集中到一个专设单位进行，这样做一是有利于钢材的配套使用，二是便于集中断料，科学排料，使得边角料能得到充分利用，使钢材的损耗量达到最小。

1.2在加工程序上力争节约钢材

钢筋加工成型时，应注意钢筋合理的焊接或绑扎的搭接长度。另外，要充分利用钢筋经过冷拉、冷拔后的延伸率，减少钢筋的用量，再有使用预应力钢筋，亦可节约钢材。

1.3充分利用短料、旧料

对建筑企业来说，需要加工的品种繁多，规格也较多，加工时可以大量利用短料、边角料和旧料。 二、节约水泥的措施

在组成普通混凝土的所有材料中，水泥的价格最高，而水泥的品种和强度等级又很多，因此经济合理地选择使用水泥，对于降低混凝土成本和保证工程质量都是非常重要的。在施工过程中可按以下方法节约水泥。

2.1选择合适的水泥品种和强度等级

一般

用电电费及损耗的计算

根据供电局的最新变压器损耗的计算方法：

有功变损=有功固定变损（有功铁损）+有功可变变损（有功铜损）无功变损=无功固定变损（无功铁损）+无功可变变损（无功铜损）其中：有功固定变损（千瓦时）=铁损（千瓦）×运行时间（小时）=变压器空载损耗×720h/月

有功可变变损（千瓦时）=（利用率）2×铜损（千瓦）×运行时间（小时）=二次侧电量表有功电量×系数

系数：变压器容量在315KVA以上为0.01

变压器容量在315KVA及以下为0.015

无功固定变损（千乏时）=空载电流（%）/100×变压器的容量（千伏安）×运行时间（小时）

无功可变变损（千乏时）=利用率）2×阻抗电压（%）/100x变压器容量（千伏安）×运行小时（小时）

一般情况，月变压器损耗电量的计算，运行小时取720小时。

月变压器的利用率=月用电量（千瓦时）/[变压器的容量（千伏安）×功率因数×720小时]

总有功用电量=有功电能表记录的当月电量+变压器自身有功损耗电量+线路损耗电量

总无功用电量=无功电能表记录的当月电量+变压器自身无功损

大工业用电电费的计算

大工业户均实行两部制电价和功率因数调整电费办法计算电费，有的还要实行峰谷电价、优待电价等，还有各种加收(征)的费用等，所以大工业

降低材料损耗的措施

材料消耗过程的管理，就是对材料在施工生产消耗过程中进行组织、指挥、监督、调节和核算，借以消除不合理的消耗，达到物尽其用，降低材料成本，增加企业经济效益的目的。对于材料消耗的降低，主要来自材料采购成本的节约和材料使用的节约，特别是材料使用过程中的节约更具有重要意义。 一、节约钢材的措施

1.1集中断料，合理加工

在一个建筑企业范围内，所有钢构件、铁件加工应集中到一个专设单位进行，这样做一是有利于钢材的配套使用，二是便于集中断料，科学排料，使得边角料能得到充分利用，使钢材的损耗量达到最小。

1.2在加工程序上力争节约钢材

钢筋加工成型时，应注意钢筋合理的焊接或绑扎的搭接长度。另外，要充分利用钢筋经过冷拉、冷拔后的延伸率，减少钢筋的用量，再有使用预应力钢筋，亦可节约钢材。

1.3充分利用短料、旧料

对建筑企业来说，需要加工的品种繁多，规格也较多，加工时可以大量利用短料、边角料和旧料。 二、节约水泥的措施

在组成普通混凝土的所有材料中，水泥的价格最高，而水泥的品种和强度等级又很多，因此经济合理地选择使用水泥，对于降低混凝土成本和保证工程质量都是非常重要的。在施工过程中可按以下方法节约水泥。

2.1选择合适的水泥品种和强度等级

一般