纳米晶和铁氧体交错叠压的复合磁芯结构及其优化方法

文档序号:37868673发布日期:2024-05-09 21:12阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种纳米晶和铁氧体交错叠压的复合磁芯结构,其特征在于,所述复合磁芯由纳米晶薄膜和铁氧体薄片叠压构成,由若干层纳米晶薄膜叠压成设定厚度的纳米晶;将叠压成设定厚度的纳米晶和薄片铁氧体交错叠压,每相邻的铁氧体和纳米晶组合构成一个叠压单元,多层叠压单元叠加构成复合磁芯。

2.一种如权利要求1所述纳米晶和铁氧体交错叠压的复合磁芯结构的优化方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

3.根据权利要求2所述的一种纳米晶和铁氧体交错叠压的复合磁芯结构的优化方法,其特征在于,所述基于磁路等效法构建立复合磁芯均匀化模型,得到复合磁芯的等效磁导率具体为:

4.根据权利要求3所述的一种纳米晶和铁氧体交错叠压的复合磁芯结构的优化方法,其特征在于,所述单个叠压单元的匀质化模型具体为:将铁氧体磁阻rfe和纳米晶磁阻rna并联后得到叠压单元的等效磁阻req:

5.根据权利要求4所述的一种纳米晶和铁氧体交错叠压的复合磁芯结构的优化方法,其特征在于,所述复合磁芯的等效磁导率具体为:

6.根据权利要求5所述的一种纳米晶和铁氧体交错叠压的复合磁芯结构的优化方法,其特征在于,所述的不同厚度配比下复合磁芯内部磁通密度分布表示为:

7.根据权利要求2所述的一种纳米晶和铁氧体交错叠压的复合磁芯结构的优化方法,其特征在于,所述复合磁芯中磁芯损耗ploss包括铁氧体损耗pfe和纳米晶损耗pna两部分,所述的复合磁芯的损耗模型基于修正斯坦梅兹方程,表示为:

8.根据权利要求2所述的一种纳米晶和铁氧体交错叠压的复合磁芯结构的优化方法,其特征在于,所述复合磁芯的功率密度模型具体表示为:

9.根据权利要求2所述的一种纳米晶和铁氧体交错叠压的复合磁芯结构的优化方法,其特征在于,所述对复合磁芯结构进行多目标多变量优化的步骤具体包括:

10.根据权利要求9所述的一种纳米晶和铁氧体交错叠压的复合磁芯结构的优化方法,其特征在于,所述优化模型优化的约束条件包括磁芯饱和约束,以确保复合磁芯中铁氧体和纳米晶均不会饱和。


技术总结
本发明涉及一种纳米晶和铁氧体交错叠压的复合磁芯结构及其优化方法,综合考虑两种材料的优势,即纳米晶的高饱和磁通密度特性和铁氧体的低损耗特性,复合磁芯由薄膜纳米晶和薄片铁氧体交错叠压而成。并且还提供了该复合磁芯结构的优化方法:构建综合考虑磁芯材料特性和尺寸结构的均匀化模型;基于改进斯坦梅兹方程建立考虑纳米晶和铁氧体不同厚度配比的复合磁芯的损耗模型;基于复合磁芯的损耗模型,以纳米晶厚度和铁氧体厚度为优化变量,复合磁芯损耗和功率密度为优化目标,采用人工智能算法进行多目标多变量的优化。最终,本发明得到的复合磁芯变压器具有高饱和磁通密度和低磁芯损耗,满足高频变压器的高频化、小型化、大功率化的需求。

技术研发人员:夏能弘,陈梦琪
受保护的技术使用者:上海电力大学
技术研发日:
技术公布日:2024/5/8
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