关伟民

guanweimin_副本.jpg  关伟民  博士,副教授,硕士生导师,武汉大学珞珈青年学者 

  从事专业:电工学科、能源与电工新技术。

  研究方向:高电压绝缘技术,脉冲功率技术,

       电工材料电磁特性的实验与数值仿真技术,等离子体物理及其在新材料领域应用。

  主要科研项目

  1. 油纸绝缘老化状态的介质响应评估方法研究及应用

  2. 交联聚乙烯高压电力电缆主绝缘状态在线监测技术研究

  3. 大型电力变压器绕组直流电阻快速测量仪的研制

  4. 脉冲电源装置的恒流充电技术研究

       5. 新型电工材料的电磁特性实验与数值仿真技术研究

       6. 基于等离子体的材料改性研究. 

 主要学术兼职社会活动

       1. 湖北省电工技术学会理事

       2. Member of  IEEE and International Compumag Society

       3. Reviewer of IEEE Transactions on Magnetics, IEEE Transactions on Plasma Science, Intermag, Compumag, CEFC

国家自然科学基金资助项目“考虑磁畴壁移动的异常涡电流损分析方法研究”简介(项目号:51307122)

一、研究内容:

  目前在特高压电气装备和车载电机等领域,高功率密度的高能效电机设计亟需高精度的铁损计算分析方法以进一步优化铁心的结构和铁磁材料的使用效率。本研究针对由谐波引起的电气设备铁损增加的主要因素之一,由于磁畴壁移动而产生的异常涡电流损,运用一种考虑磁畴壁移动的物理模型明确磁畴构造和异常涡电流损的关系,提高铁损分析的准确性,为高精度计算分析谐波下电机铁心铁损分布提供理论依据。

二、研究成果
1、对取向硅钢磁畴壁弯曲产生的异常涡电流损进行了建模计算。定义了磁畴壁弯曲度并根据非线性涡流场计算得到的磁密分布拟合得到异常涡电流损的指数函数。发现对于取向硅钢片,磁畴壁弯曲产生的主要原因是磁通的趋肤效应。该成果发表在论文"Analysis of Excess Loss in SiFe Laminations Considering Eddy Current Dominated Domain Wall Motion", IEEE Transactions on Magnetics, 51(3), 2015 Spring; SCI 相对于目前常用的异常涡电流损正比于频率1.5次方的公式,该方法适用于更高频率范围。相对于改变等效电导率的异常涡电流计算方法,该方法不需要根据频率调整模型参数。
2、首次提出了在非线性涡流场有限元计算控制方程中导入反应钉扎效应引起磁畴壁弯曲的初始磁通密度分布。将反映由钉扎引起的磁畴壁位移过程中产生形变的硅钢片厚度方向磁通密度分布导入一维的非线性涡电流解析控制方程。从而使得涡电流趋肤效应和钉扎这2种引起磁畴壁在位移过程中产生形变的因素在一个控制方程中耦合起来。初始磁通密度分布在硅钢片厚度方向上的空间分布采用抛物线函数近似。定义了磁畴壁弯曲度(硅钢片表面的最大磁通密度与硅钢片厚度方向上的平均磁通密度之比)这一系数,对抛物线的形状进行了规范。
   该方法的特点是采用非线性涡流场分析得到的磁密和涡电流密度分布结果直接计算铁损分布的方法,从而将由磁通的趋肤效应和钉扎效应引起的异常涡电流损通过统一的控制方程组描述,实现二者之间的耦合。该计算模型的物理意义较目前其他方法明确,为下一步建立铁磁材料微观-宏观模型以及铁损组分的精确分离提供了思路。相关成果发表在论文" Numerical Modeling of Excess Loss in SiFe Sheet Considering Pinning Effect", IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 26(7), 2016/10. SCI

   联系方式

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