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智能电动车辆研究所成功测得铁基纳米晶合金B-H磁滞回线
智能电动车辆研究所成功测得
铁基纳米晶合金B-H磁滞回线
近日，汽车工程学院智能电动车辆研究所通过H桥开关电路成功测得铁基纳米晶合金（1K107）在800Hz下的B-H磁滞回线，相关参数与官方数据吻合。
图1 800Hz下的B-H磁滞回线
本次磁滞回线测量基于磁场强度H与电流I以及磁通密度B与电压V的关系，设计了H桥开关电路（图2）。开关电路使用FPGA硬件平台驱动系统输出稳定的正弦电流通过一次线圈，并采用示波器测量一次绕组电流和二次绕组的开路电压，利用下述公式在仿真软件中绘制出B-H磁滞回线。公式：
图2 H桥开关电路原理[1]
因一次侧绕组有电流通过，其绕组两端电压会产生相移，影响计算结果，而二次侧绕组开路，无电流通过，所以其两端电压无相移。因此实验采用二次侧开路电压进行磁通密度B的计算。由于采用10kHz低通滤波对高频电压信号进行了滤波（电流探头带宽为1MHz），而开关频率为50kHz，故测得电压存在部分衰减和相移。通过伯德图分析，发现衰减较小，可忽略不计。但相移为4us，对B-H曲线影响较大，故在数据处理时将电压向前移动4us，最终得到上述B-H磁滞曲线。
图3 硬件平台
本次测试是智能电动车辆研究所在电磁材料（共模扼流圈）选型和性能测试方向踏出的第一步，为后续电机模拟器及功率拓扑设计所采用的大量磁性器件选型和优化提供了坚实的理论和实践基础。
[1] Jiang C, Li X, Ghosh S S, et al. Nanocrystalline powder cores for high-power high-frequency power electronics applications[J]. IEEE Transactions on Power Electronics, 2020, 35(10): 10821-10830.
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