基于瞬态电流的螺管式电磁铁闭合动作特性分析

针对一种新型螺管式电磁铁结构,建立其瞬态场数学模型。通过仿真分析线圈瞬态电流特性与衔铁闭合动作特性之间的规律,探讨了驱动电压、线圈绕组匝数和负载质量等主要参数对闭合动作特性的影响,并与试验结果进行对比验证,为通过电磁铁内在参数对电磁阀的位移检测、电磁阀及系统的故障诊断提供理论依据。研究结果表明,仿真结果与试验结果基本一致,证明建立的瞬态场数学模型是正确的;电流特性呈现先增大后减小再增大的变化过程,可以判断电磁铁闭合动作时间约20 ms(9 V)。     

电磁铁吸力计算及仿真分析研究

针对圆环形电磁铁的典型结构,以麦克斯韦方程为理论基础,推导出圆环形电磁铁的电磁吸力计算公式,基于Magnet电磁场分析软件对其进行二维静态和二维瞬态运动仿真,仿真和分析结果表明推导的公式具有很高的精度,该公式为圆环形电磁铁的分析计算和设计提供了理论依据.     

高压断路器操动机构用合闸电磁铁动作特性仿真研究

高压断路器操动机构中的电磁铁部分负责将电信号转化成机械信号,分合闸电磁铁能否正常运行影响着断路器的可靠性,为保证电磁铁的运行可靠性,需要对电磁铁的动作特性进行研究。文中以某高压断路器合闸电磁铁为例,介绍了合闸电磁铁的主要结构和工作原理,利用有限元分析软件Maxwell建立了合闸电磁铁的三维瞬态模型,并仿真分析了合闸电磁铁动作过程中各部分磁场分布、动铁心运动情况以及线圈电流变化情况;同时,通过实验测量高压断路器合闸电磁铁运动过程中合闸线圈中的线圈电流,将实验测得的线圈电流与仿真结果进行了比较。实验结果验证了仿真结果的正确性。     

均匀设计法在高压开关操动电磁铁动态性能优化设计中的应用北大核心CSCD

操动电磁铁是高压开关电动操作的关键驱动元件,一般通过二次回路辅助开关切断电磁铁控制回路,而为了确保辅助开关具有更长的运行寿命,操动电磁铁的额定电流应尽可能小,即其线圈的直流电阻应尽可能大。文中通过对高压开关电磁铁特性的研究,建立了能较好解释实况的动态仿真模型,并提出一种基于均匀设计法的电磁铁优化方法:耦合各关键设计参数变量,得到在指定电压下能够成功脱扣高压开关的电磁铁线圈电阻的回归模型,并对其进行最优化计算,得到电磁铁的设计参数。通过对回归拟合结果、仿真结果和样品试验结果的比较,得出回归拟合模型和仿真模型间存在4.3%的误差,仿真模型和样品试验间存在10.2%的误差,这两个误差数值较小,说明了该方法在工程设计应用中具有一定的适用性。     

550 kV高压断路器分合闸电磁铁的仿真建模和故障诊断研究

分合闸电磁铁是高压断路器机构的关键部位,其正常运行直接影响了断路器机构的可靠性。文中建立了550kV断路器机构的8S004024型分合闸电磁铁的仿真模型,获得正常仿真电流波形,并与正常试验波形对比,验证了仿真模型的有效性,表明仿真模型能反映电磁铁的实际运行状况。在此基础上,仿真了不同故障条件下的线圈电流波形,提取了特征参数,并分析了特征参数的变化规律。然后基于试验和仿真电流波形,采用支持向量机法进行故障诊断,实现对分合闸电磁铁的故障诊断。     

计及物理参数随温度变化时螺管电磁铁温度场和瞬态热路的仿真分析

建立了螺管电磁铁的温度场模型。考虑到发热功率及散热系数为温度的函数 ,采用寻优方法计算温度场。通过对温度场的分析建立电磁铁的瞬态热路数学模型 ,研究了电磁铁中热的流动。与温度场的计算结果进行对比 ,并用实验加以验证。     

分离电连接器电磁吸力特性研究

电磁分离是脱落电连接器的一种重要分离方式,电磁分离主要依靠电磁铁来实现,电磁铁产生的吸力大小直接影响到产品能否可靠分离。当电磁铁产生的吸力过小时,会造成产品无法解锁分离。本文以某型号分离电连接器的电磁铁为研究对象,使用三维软件建立其仿真模型,使用MAXWELL有限元软件分析其电磁吸力特性,分别分析了电磁铁与挡铁的气隙、磁路截面积和磁路长度对电磁分离特性的影响,确定了影响电磁吸力的关键设计参数,为后续的电磁铁优化设计提供了理论依据。     

基于田口算法的电磁铁结构的优化设计

电磁铁凭借其快速性和稳定性可作为真空断路器的合闸机构。由于电磁铁的结构参数较多,在过往设计研究中难以考虑各参数对电磁力影响的耦合关系,针对这一问题,提出了一种基于田口算法的电磁铁多结构优化方法。对电磁铁进行等效磁路分析,确定对电磁力影响较大的参数作为田口算法的控制因子;以不同位置的最大电磁力为优化目标,基于有限元分析和田口算法建立直角表,分析了各控制因子对电磁力的影响规律,考虑电磁铁的功率及体积限制,并对电磁铁的最终参数进行选择;将电磁场和运动方程耦合计算,开展了电磁机构的瞬态有限元分析,对比了电磁铁优化前后的运动特性;进行了样机实验,实验与仿真结果表明,经过优化后的电磁铁所需的驱动电流更小,使用100mF电容预充到72 V电压,可在135 ms内完成6 mm运动行程。该方法可指导电磁铁结构的优化。     

双笼感应电动机能耗制动瞬态过程仿真研究

为了得到双笼三相感应电动机能耗制动瞬态过程的运行特性,本文根据双笼三相感应电动机在qd/qd旋转坐标系下的数学模型,利用MATLAB软件中的动态仿真工具SIMULINK,构建了双笼三相感应电动机能耗制动瞬态的仿真模型.通过实例对其瞬态过程进行仿真证明了该方法的有效性.     

电磁铁的动态特性的仿真与分析

在磁路分析法的基础上建立了电磁铁的simulink动态仿真模型 ,该模型对于该类电磁铁的设计制造和应用都具有重要的参考价值。     

应用于高速磁浮滑橇系统的常导电磁铁结构设计与优化

采用常导磁悬浮技术来解决传统高速滑橇系统中滑橇磨损严重、橇体振荡剧烈等问题。阐述了一套以浮重比为优化目标、纯电励磁与混合励磁式通用的常导悬浮电磁铁的设计流程,建立了悬浮电磁铁的等效磁路模型,并根据悬浮系统的设计输入要求完成了纯电励磁和混合励磁式悬浮电磁铁的初步设计;在此基础上,借助Ansoft有限元仿真软件,完成了两种悬浮电磁铁结构的优化。对比分析两者的设计参数,结果表明:在铁心饱和磁密为1.8 T的限制条件下,电磁铁的磁极截面为正方形时,其浮重比最高;对于混合励磁式电磁铁而言,永磁体的加入大幅减小了电磁铁的体积与自重,显著提高了电磁铁的浮重比,能够增加系统的有效载荷,且降低系统的能耗。     

无轴承异步电机气隙磁场辨识方法与应用

针对无轴承异步电机电磁转矩与径向悬浮力这一强耦合的非线性复杂系统,依据转子磁场定向控制的特点,研制了转矩绕组采用转子磁场定向控制,径向悬浮控制所需的气隙磁场通过I-ω法适时辨识的控制系统.应用Matlab/Simulink建立了系统仿真模型.计算机仿真结果表明,实现了电磁转矩与径向悬浮力之间的完全解耦,具有良好的动、静态性能,验证了本文所提方案的有效性.     

一种基于PIC16F685微处理器的电磁铁控制方法

提出了一种基于PIC16F685微控制器电磁铁控制的方法,通过对吸合过程中电磁线圈内的电流进行实时控制,改善了不同电压下电磁铁吸合的可靠性,降低了触头闭合瞬间的弹跳,优化了触头接触时电磁铁的运动特性,并实现了低功率保持,从而提高了可靠性。     

低速磁浮列车竖曲线电磁力计算

低速磁浮列车通过竖曲线时电磁铁与轨道不再平行,如果曲线半径较小,采用常用的计算方法计算此时的电磁力将产生较大的误差,难以满足动力学建模和悬浮控制器设计的要求。基于磁通管法推导了电磁铁位于竖曲线时电磁悬浮力的解析式,并对解析式进行适当的简化和拟合,用Ansoft有限元仿真软件对磁场进行数值计算,仿真结果表明,基于磁通管法得到的电磁力更接近有限元计算结果,验证了解析式的正确性,解析式能为悬浮控制系统的设计提供更准确的设计参数。     

基于磁路分析的轴向混合磁轴承径向承载力解析计算

研究轴向混合磁轴承实现五自由度悬浮时,需要计算径向承载力与磁轴承结构参数以及永磁体参数之间的关系。为了解决轴向混合磁轴承缺乏径向承载力解析数学模型的问题,该文在分析轴向混合磁轴承磁路以及各部分磁导的基础上,结合稀土永磁体的工作特性,用虚位移法得出了轴向混合磁轴承的径向承载力解析数学模型。模型表明,在小径向位移时,该型的混合磁轴承径向承载力随着径向位移增加而增加,近似线性关系,径向承载力和刚度随轴向气隙增大而减小;磁轴承径向承载力随永磁体的有效长度增加呈现先增大后趋近饱和。利用有限元方法对径向承载力进行仿真计算,仿真结果与模型计算结果基本吻合。     

电网电压骤降情况下BDFG风力发电系统的建模与控制

为了在电网电压骤降情况下满足电网对风力发电系统的要求,对无刷双馈电机(BDFG)风力发电系统矢量控制进行了研究,给出了计及电网电压变化时BDFG的控制模型及基于模糊规则参数自整定PI调节器的改进控制策略,并进行了仿真研究.仿真结果表明,该控制方案可以较好地控制BDFG控制绕组电流,降低电磁转矩波动,提高BDFG风力发电系统在电网电压骤降情况下的不间断运行能力.     

智能接触器在振动情况下的误动作现象仿真分析

对反馈控制电磁铁受到冲击后发生误动作的过程进行了数值仿真,验证了电压反馈控制型电磁铁的抗冲击性能优于电流反馈控制型。并基于监测电流或电压变化的原理,提出一种可通过提高抗冲击性来降低误动作几率,又能够最大限度降低线圈能耗的控制方法。     

计及主回路和电磁系统发热的交流接触器数值热分析

开关电器的小型化和高性能要求使得热分析更加重要，采用数值方法进行热分析可以降低研制费用，缩短开发周期。该文通过对交流接触器的热学分析，建立了同时考虑主回路和电磁系统发热的接触器数值热分析模型。计及主回路接线端子和外接导线对发热的影响，基于流体相似原理和 Stefan-Boltzmann定律计算了外壳的散热。基于热电耦合，对一处于长期闭合工作制下，额定电流为100A的交流接触器进行了温度场仿真，并通过实验进行了验证。最后利用建立的热分析模型分析了主回路发热对接触器温升的影响。     

用于电磁超声铝板检测的脉冲电磁铁

电磁超声换能器是一种新型超声波发射和接收装置。通过建模、有限元分析、电路仿真等多种方法,设计了一种结构简单、实用性强的用于电磁超声铝板检测的脉冲电磁铁。该脉冲电磁铁由脉冲电流激励,工作时瞬间建立较强磁场,工作结束后磁场迅速消失,从而使电磁超声装置的体积、重量显著降低。最后,结合铝板厚度测量实验,验证了脉冲电磁铁设计方法的有效性。