西安交通大学 电力设备电气绝缘国家重点实验室, 西安 710049
为了提高脉冲变压器磁芯的利用率，需要给脉冲变压器施加退磁电流，使磁芯达到负向饱和点以获得最大的磁感应强度增量。研究了一种工作电压在几十伏的重复频率脉冲复位电路，产生反向脉冲电流，实现磁芯复位。研究了不同复位电容容量和充电电压条件下的磁芯复位效果，发现磁芯复位效果与复位电容所储存的能量具有正相关性。综合考虑脉冲变压器工作的要求，选用较低工作电压和较大复位电容容量的方案。对比分析了有无磁芯复位时硅钢带环形磁芯脉冲变压器的磁化特性，说明了加入复位电路的必要性。试验表明，该复位电路在50 Hz重复频率下可长时间稳定运行。
磁芯复位 脉冲变压器 硅钢磁芯 脉冲复位 重复频率 magnetic core reset pulse transformer silicon-steel magnetic core pulse reset repetition rates 强激光与粒子束
2018, 30(1): 015002
华南师范大学 广东省微纳光子功能材料与器件重点实验室, 广东 广州 510006
激光刻痕可以细化取向硅钢的磁畴, 降低铁损, 但经过应力退火后降低效果消失, 即不具备耐热性。利用飞秒激光加工系统对取向硅钢进行刻痕加工, 利用化学腐蚀的方法, 结果表明化学腐蚀方法使得硅钢铁损降低具有耐热性。利用硝酸和盐酸溶液进行试验, 结果表明利用盐酸对紫外飞秒激光处理的取向硅钢腐蚀, 在不明显降低取向硅钢质量的前提下, 可以有效提高铁损降低的耐热性。
飞秒激光 取向硅钢 铁损 耐热性 femtosecond laser grain oriented silicon steel iron loss heat resistance
1 北京工业大学 激光工程研究院, 北京 100124
2 辽宁工业大学 材料科学与工程学院, 锦州 121001
为了解决冷轧硅钢生产线上现有的圆盘剪切边技术存在的微裂纹、应力、毛刺和边浪等问题,采用光纤激光器进行了高速切割工艺研究,并进行了理论分析与实验验证,得到了激光高速切割速率和质量数据。结果表明,激光功率为3000W时,可以得到高达400m/min的切割速率;高速切割过程中,由于小孔现象的存在以及切割前沿变得平坦,随着切割速率增加,切割速率增长幅度因子由1降为0.3,同时毛刺高度由5μm急剧增加至22μm,切割质量下降;采用光气非同心切割方法进行切割,可以提高高速切割的切割质量,毛刺高度小于15μm。该研究对为激光高速切割技术提供理论支撑与技术指导是有帮助的。
激光技术 高速激光切割 光气非同心 硅钢 laser technique high speed laser cutting lightgas eccentricity silicon steel
北京工业大学 激光工程研究院, 北京 100124
研究了激光加热辅助圆盘剪高速切割技术，以解决现有冷轧生产线硅钢切边技术存在的微裂纹、应力、毛刺和边浪等问题。建立了激光加热温度场有限元分析模型，根据生产线上圆盘剪加工的实际过程，探讨了数值模拟中热源的加载形式，研究了激光对板材进行辅助加热时各个工艺参数如激光功率、光斑尺寸以及激光入射角度对切割工艺的影响，并通过实验对工艺参数进行了优化。最后，进了验证实验。实验结果显示：当激光加热点运动至圆盘剪刃口位置时，温度为100 ℃左右，此时材料硬度降低到原有硬度的70％~80％，降低了切削力，减少了圆盘剪的磨损，可有效提高圆盘剪的寿命。
激光辅助切割 硅钢 高速切割 有限元模拟 laser assisted cutting silicon steel high speed cutting finite element analysis
华南师范大学激光加工技术实验室, 广东 广州 510006
首先分析取向硅钢片表面引入线状沟槽后对磁畴细化的效果。通过计算磁畴壁能量和沟槽附近出现磁极的静磁能之和, 使其最小来确定稳定的磁畴宽度。计算结果显示磁畴宽度基本取决于沟槽的深度、间距。利用纳秒和飞秒激光加工设备在取向硅钢片上引入沟槽后检测实际的磁性能, 实验发现, 紫外飞秒激光在取向硅钢片表面刻槽, 在不明显降低硅钢磁感应强度的前体下, 可以有效降低铁损值。
激光刻槽 取向硅钢 飞秒激光 铁损 laser grooving grain oriented silicon steel femtosecond laser iron loss
建立了快脉冲磁芯损耗特性测试平台，对比研究了50 μm的DG6硅钢和25 μm的2605TCA非晶两种材料磁芯损耗特性；采用一种新的特征参量(磁芯单位面积上激磁电压陡度)来规范磁芯的激磁电压条件，使得实验结果与快放电直线型变压器驱动源实际工作条件下磁芯性能具有可比性；通过测量初级漏电流及次级开路电压，获得了相同激磁条件下两种磁芯等效损耗电阻的大小，50 μm 的DG6硅钢磁芯损耗约为25 μm的2605TCA非晶磁芯损耗的4倍；计算了两种材料磁芯总损耗中涡流损耗所占的比例，50 μm的DG6硅钢磁芯涡流损耗占总损耗的75%，25 μm的2605TCA非晶磁芯涡流损耗占总损耗的28%。
快放电直线型变压器驱动源 磁芯 DG6硅钢 2605TCA非晶 损耗电阻 涡流 激磁电压陡度 fast linear transmission driver magnetic core DG6 Silicon 2605TCA amorphous loss resistance eddy current excitation voltage gradient
1 太钢自动化公司， 太原 山西030003
2 太原大学机电系， 太原 山西030009
提出一种基于粒子群优化算法实现的硅钢涂层厚度近红外光谱检测新方法。 首先， 采用近红外光谱仪采集获得了硅钢表面绝缘涂层的近红外光谱， 然后， 采用离散粒子群算法筛选出近红外光谱数据的最佳波长变量并组成新的光谱数据， 最后， 建立涂层厚度的核偏最小二乘定量分析模型。 实验显示， 所建定量分析模型对检验样本分析的绝对误差范围为-0.12～0.19 μm， 最大相对误差为14.31%， 完全符合现场检验需要。 研究表明， 离散粒子群算法可以有效地筛选出携带更多有用信息的波长变量， 提高定量分析模型的分析准确度和速度， 是一种有效的近红外光谱波长筛选方法， 同时， 近红外光谱法也是一种有效的硅钢绝缘涂层厚度检测方法。
离散粒子群优化算法 波长筛选 硅钢涂层 厚度分析 DBPSO Wavelength selection Insulation coating of silicon steel Thickness analysis 光谱学与光谱分析
2011, 31(9): 2416
国防科学技术大学 光电科学与工程学院, 长沙 410073
研制了一种结构紧凑、电压升压倍数高达109倍的200 kV级脉冲变压器, 以实现高压脉冲变压器的小型紧凑化。用电磁理论分析、电路模拟及实验测试3种方法对变压器的耦合、耐压和输出特性进行了研究, 对重要参数进行了计算和设计。采用晶粒取向硅钢薄带作为变压器磁芯, 且磁芯闭合, 变压器的有效耦合系数高达0.95以上。高分子材料的绝缘套筒结构和分层交替的绕线方式, 使得变压器在初级低压充电2.1 kV时, 次级可输出幅度为230 kV、半高全宽为3 μs的高电压脉冲。模拟和实验结果验证了理论设计的合理性。
脉冲变压器 升压倍数 耐压 硅钢薄带 有效耦合系数 半高全宽 pulse transformer step-up ratio silicon-steel strip effective coupling coefficient full width at half maximum 强激光与粒子束
2010, 22(12): 3047
以氧为辅助气体的激光切割工艺切割不锈钢等特种钢板时容易产生挂渣现象,因此大多采用高压高纯度氮气或惰性气体辅助激光切割不锈钢。在对熔渣形成原因及规律进行实验研究的前提下,提出了仍以氧辅助切割以降低激光切割功率,通过在工件底部加设旋风除渣器,形成旋转气流控制熔渣流向以去除熔渣的方法。实验证明,当同轴辅助切割气体为氧气,气体压力降低为300 kPa,旋转气流引导装置气体压力为100 kPa,激光功率为500 W,模式为TEM01,焦点位于0.5 mm厚硅钢片工件上表面,切割速度为3 m/min时,可获得光滑的高质量切口。
激光技术 激光切割 旋转气流 硅钢 熔渣
华中科技大学,材料科学与工程学院,模具技术国家重点实验室,武汉,430074
采用4kW的YAG固体激光器,利用激光切割-焊接-热处理组合工艺对热轧酸洗线上硅钢卷板拼接进行了试验研究,以解决高牌号硅钢难焊的问题.对Hi-B钢进行了组合工艺试验,论证了该方案的可行性,探索了在不同工艺规范条件下焊缝成形、接头机械性能和金相组织的变化情况,得出了最佳工艺参数,通过了在线生产试验.
激光加工 激光切割-焊接-热处理组合工艺 高功率YAG 激光器 高硅钢
