基于Maxwell方程和R-L分数阶导数的高频激励条件下纳米晶材料磁滞特性预测模型

作者：姬俊安; 赵志刚; 张时; 杜振斌; 翟志强; 贾慧杰

来源：中国电机工程学报, 2023, 1-10.

• Maxwell方程
• Riemann-Liouville (R-L)分数阶导数
• 趋肤效应
• 磁滞回线

准确预测高频激励条件下纳米晶材料的磁滞特性，对电力电子变压器等高频电力设备磁性元件的优化设计具有重要意义。本文基于Maxwell方程和Riemann-Liouville (R-L)分数阶导数，建立高频激励下纳米晶材料磁滞特性预测模型。首先，根据Maxwell方程，首次推导出计及趋肤效应影响的涡流磁场强度解析式；其次，针对现有静态磁滞特性和异常效应建模方法未考虑趋肤效应影响的问题，依据R-L型分数阶导数理论，建立有效描述带材内部磁通密度分布不均时纳米晶静态磁滞特性与异常效应综合预测模型，并提出一种考虑频率效应的阻尼系数ρ和非整数阶n的解析计算方法；最后，基于磁场分离理论，建立高频激励下纳米晶材料磁滞特性预测模型。通过与纳米晶材料1K107B在高频激励下实测磁滞回线进行对比，验证本文所建预测模型的有效性。相较于经典模型，本文所建模型对磁滞回线的预测精度提升了35.8%。

• 单位
  河北工业大学