智能单稳态永磁接触器动作特性的联合仿真EI北大核心CSCD

该文提出一种智能单稳态永磁接触器的联合仿真方法。首先,针对传统电磁接触器等效电路在永磁接触器的保持及分闸过程中存在的应用缺陷,将电磁磁链与永磁磁链分开考虑,提出适用于全过程的永磁接触器等效电路模型。之后,采用永磁接触器的有限元仿真结合等效磁路来处理永磁磁场与电磁磁场的相互耦合问题,从而给出等效电路模型中各元件参数的计算方法。最后,结合分合闸控制策略及永磁接触器动态模型,构建单稳态智能永磁接触器的联合仿真方法,并通过实验验证该仿真方法的有效性。在永磁接触器的整个动态过程中,该仿真方法详细反映出电磁磁场与永磁磁场的相互影响,为基于电磁力、永磁力及弹簧反力密切配合的高性能优化控制方案的设计打下基础。     

永磁接触器的快速磁场分析和动力学预测模型(英文)

提出一种永磁接触器的快速磁场计算和动力学预测模型。该模型用以求解永磁接触器中电磁和永磁共同产生的磁场和机械运动的耦合计算问题。该文描述了永磁接触器的结构和参数;建立了基于集中参数磁路法的等效磁路模型,推导了耦合电路模型和机械模型的运动方程;针对75A永磁接触器样机分别采用磁路法和有限元方法计算了不同位移时的电磁力,计算误差在6.7%范围内,磁路法仿真所需时间少于采用有限元方法的1%;对合闸过程的电流、位移和速度特性进行了仿真和实验。实验结果与仿真结果基本一致,验证了所提快速磁场计算和动力学预测模型的有效性。     

单线圈单稳态永磁机构接触器三维磁场分析和电磁吸力的计算

针对某型号单稳态单线圈永磁机构接触器建立了有限元模型,对其进行磁场分析和静态电磁吸力的计算.同时对该永磁机构接触器进行了试验.通过与试验结果对比,证明了计算结果的准确性.计算结果可以为单稳态单线圈永磁机构接触器的设计提供一定的理论指导.     

不同温度条件下永磁接触器动作特性仿真分析

针对单线圈单稳态永磁接触器,分析其工作原理,建立数学模型,对不同温度下其静态和动态特性进行仿真研究。首先,建立ANSYS有限元模型,进行不同温度下永磁吸力和线圈磁链的静态仿真;其次,建立Matlab动态仿真模型,仿真不同温度和不同合闸相角时合闸过程动态性能,并分析了仿真结果。该研究有助于提高永磁接触器的工作性能。     

新型永磁操动机构智能交流接触器的研究

设计了一种永磁操动机构智能交流接触器,提出了新型单线圈单稳态永磁操动机构,在U刑静铁心曲端各安装一块永磁铁,增强了电磁力,减轻了动铁心重量。采用ANSYS对操动机构磁场的分布特性及电磁力进行了分析和仿真测试。设计了具有欠压保护功能的智能控制单元。该项研究降低了接触器分、合闸电流,节能效果良好。     

永磁机构在空气式断路器中可行性分析及其MATLAB仿真*

提出了一种新型的永磁机构(PMA)代替之前运用在空气式断路器(ACB)中弹簧机械机构的模型.通过有限元分析法分析永磁机构在开闸与合闸位置各种情况的磁场情况,然后根据仿真结果优化计算结果,并将计算好的电磁参数导入到以MATLAB为基础的仿真系统中.MATLAB联合仿真通过模拟PMA合闸与分闸过程,以及对仿真数据的分析,最后认可了PMA能够对空气式断路器的开合过程进行有效的控制,并且展现出了比传统弹簧机械结构更好的优越性.     

真空接触器动力学模型的仿真分析

应用有限元和动力学分析方法,完成了真空接触器动力学模型的仿真分析,得出分/合闸过程动触头行程曲线。同时,对真空接触器进行机械特性测试,通过仿真与试验结果的对比分析,验证了动力学模型的准确度和仿真方法的可行性,结果有助于真空接触器的产品开发设计。     

智能开关用新一代永磁机构的研制

基于有限元法研究配智能开关用单稳态永磁机构的动态特性,进行质量和反力归算,建立有限元模型。计算分析了单稳态永磁机构分合闸动作电流、机构行程特性以及断路器的机械特性,并进行了试验研究。在试验中实测了断路器触头的分、合闸行程曲线和永磁机构分、合闸线圈的电流曲线,仿真结果准确可靠,机构及断路器特性优异。     

三气隙永磁接触器电磁特性分析

根据三气隙永磁接触器机构的特点,通过有限元分析软件Ansys的二次开发,实现接触器磁场分析和电磁吸力的计算。基于接触器运动过程的机械、电磁场和电路方程的耦合,建立接触器动态特性分析模型,实现触头弹跳和永磁接触器动态过程的计算。最后,对LC1D32型永磁接触器特性进行了测试。试验和计算结果的对比分析,验证了计算方法的可行性。     

真空断路器永磁操动机构的设计及动态特性仿真

提出了一种结构新颖的单稳态永磁操动机构。采用Ansoft10.0软件对该机构在不同条件下的三维磁场分布进行了计算与分析,证明了该操动机构的可行性。为了确定操动机构中各个部件的尺寸,对该操动机构的分、合闸动态过程中各个参数的变化规律进行了仿真设计。根据仿真结果加工成样机,并把该样机装配到真空断路器中。通过样机的试验数据,证明了所设计的永磁操动机构的可行性,以及分、合闸动态特性仿真的正确性和准确性。     

永磁安装位置对永磁接触器动态特性的影响

永磁体是永磁接触器的关键组成部件,安装在静铁心或动铁心上会呈现出不同的动态特性.本文基于三维有限元方法,采用耦合电压的方式求得线圈的电流密度,构建位移-电流-电磁力三者关系,据此对分合闸动态过程进行了仿真和实验研究.结果表明,永磁体两种不同安装位置对永磁接触器合闸过程的动态特性影响较小;而永磁体安装在动铁心上,分闸时通电线圈与永磁体间会出现短暂的斥力,分闸时间要明显短于永磁体安装在静铁心上.本文工作为永磁接触器的永磁安装位置的选择提供了科学依据.     

新型永磁机构接触器控制器的研制

针对一种新型并联磁路永磁机构接触器,提出基于脉宽调制(PWM)控制的新型永磁机构控制器.根据并联磁路永磁机构工作特点,利用PWM斩波技术调节永磁机构线圈励磁电压.实验结果表明,控制器能够配合并联磁路永磁机构完成接触器的可靠吸合,降低工作能耗,减少噪声污染和触头弹跳.     

三气隙永磁接触器工作原理和静特性分析

三气隙永磁接触器是一种新型节能接触器,与现有永磁接触器相比较,没有线圈断电时的失压保护要求。介绍了这种接触器的结构和工作原理,用三维有限元方法计算了这种接触器的磁系统的磁场分布和静态吸力特性,分析了几何参数对其静特性的影响,提出了这种永磁接触器的特点。     

Electromechanical energy conversion in a system with a bulk high-temperature superconductor. Part 1. Mathematical simulation of processes

Features of energy conversion in the linear electromechanical vibration device with an element made of high-temperature superconducting (HTS) material are considered. A disk-shaped permanent magnet with axial magnetization moves inside a fixed circular coil, and a ceramic HTS element, also disk-shaped, is fixed at a distance from the permanent magnet. All converter elements are arranged coaxially. The HTS element transitions into a superconducting state in the magnetic field of the permanent magnet. The purpose of the investigation is to find the effect of the HTS element effect on the static and dynamic parameters of the converter by comparing the operation of the device with the HTS element and without it. Mathematical models are developed for the calculation of dynamic characteristics of the device in the Matlab/Simulink software environment for electrical and mechanical subsystems. The connection between the subsystems is defined by functions of flux linkage of the coil and the electromagnetic force, which are obtained by the analysis of the electromagnetic field by the method of spatial integral equations taking into account HTS material properties. A combined model of HTS material properties is proposed with two sources of magnetic fields (magnetization and current density), which is more universal than current only models.     

并联双绕组接触器电磁系统动态特性仿真分析

介绍了并联双绕组式交流接触器,并对其双绕组结构进行了理论分析。采用基于有限元方法的Maxwell3D软件对接触器电磁系统进行建模,仿真分析了电磁系统的动态特性。通过与试验数据的对比,验证了仿真方法的正确性。     

直线永磁往复式发电机的磁场和电磁力的有限元分析

介绍了一种直线永磁往复式发电机的结构及其工作原理,并采用有限元法对永磁体不同位置的磁场进行了分析,阐述了磁场的分布状况,计算得到空载电动势和负载电磁力,并把计算结果与测试值做了误差分析.通过分析可知,计算结果和测试值基本一致.     

高速内置式永磁转子强度分析与设计

针对高速内置式永磁转子表面线速度高,高速离心力易损坏隔磁桥的问题,对高速内置式永磁转子进行强度分析与设计。基于转子受力原理,推导高速内置式永磁转子强度解析计算公式,并采用有限元法验证了解析计算的正确性。为了提高高速内置式永磁转子的机械可靠性,提出采用永磁体分段的转子结构,即在转子结构中增加加强筋以分散隔磁桥所受的离心力,针对分段转子结构复杂的特点,采用有限元法分析了加强筋个数、加强筋尺寸对转子强度与漏磁特性的影响,总结了分段结构转子的设计规律。在对高速内置式永磁转子强度与电磁特性分析的基础上,设计一台额定功率15 k W、最高转速30 000 r/min的高速电机内置式永磁转子并进行了空载试验,为高速内置式永磁转子的设计提供了参考。     

仿真技术在交流接触器设计中的应用

静态吸力和反力良好的配合,是提高接触器寿命的关键,而准确的电磁吸力计算,又是实现吸反力良好配合的基础。利用ANSYS软件的二次开发仿真技术,假设一初始线圈电流,通过ANSYS有限元分析与传统磁场计算公式结合计算相应的电压值,经多次迭代实现线圈电流的计算,从而最终实现电磁吸力计算。计算结果经试验验证具有较高的精度。