电磁阀的有限元法磁场分析及吸力计算

提出了电磁阀的吸力计算公式，建立了电磁阀的二维有限元模型，利用模型进行了计算软件的设计．运用此软件对某公司生产的SRS电磁阀进行了磁场分析和电磁力计算，通过比较发现计算结果与测试结果吻合较好．同时给出了电磁力和功耗随导线线径、匝数变化的关系曲线，讨论了电磁力和功耗与导线线径和匝数之间的关系．     

基于ANSYS的微型隔离膜片电磁阀仿真分析

为了使电磁阀更有效率地工作,对一种微型隔离膜片电磁阀建立了电磁阀的三维有限元模型。对不同的工作气隙和线圈匝数用ANSYS软件进行了模拟计算,得出了电磁力与工作气隙和线圈匝数之间的关系曲线,并选出了最优的参数。     

共轨喷油器高速电磁阀电磁力影响因素分析

为研究关键参数对共轨喷油器高速电磁阀电磁力的影响,本文根据电磁耦合原理建立了考虑最大电磁力饱和现象的电磁阀电磁力数学模型,并基于该电磁力模型进行了参数分析。结果表明:电磁力随驱动电流的变化取决于电磁阀总磁阻和驱动电流范围。当电流小于4 A时,驱动电流是电磁力增加的主要因素,当电流大于4 A后,总磁阻成为制约电磁力增加的决定因素。在电流为10 A时,电磁力随气隙的增加而降低,且降低的程度逐渐增大、气隙直接影响气隙磁阻和电磁阀软磁材料磁阻的变化;电磁力随线圈匝数的增加而增大,但其增大的程度逐渐减小,这是电磁阀总磁阻对电磁力降低的贡献率随线圈匝数增加而增大造成的。     

基于Maxwell的电磁阀仿真与分析

针对电磁阀传统设计方法中,产品设计周期长、试制实验费用高等问题,本文采用有限元方法在产品设计初期对电磁阀的性能进行预测。首先,运用Ansoft Maxwell软件分别建立了电磁阀的三维与二维有限元模型,进行了磁场分析与电磁力计算,通过比较发现三维模型与二维模型计算结果与测试结果均吻合较好。最后,在二维模型的基础上,运用Maxwell软件的参数化设计功能进一步分析了不同初始间隙、不同驱动电压对电磁力的影响。结果表明,基于Maxwell的电磁阀有限元仿真能够在产品的设计初期快速地预测电磁阀的性能,为电磁阀的设计与优化提供理论指导。     

高速电磁阀静态电磁力数学模型

为研究高速电磁阀电磁力特性,进行了磁性材料B-H磁化曲线拟合公式的研究,提出了计算精度高且形式简单的B-H曲线拟合公式,并利用B-H曲线试验数据验证了提出的拟合公式的正确性。以磁导率为电场-磁场耦合的桥梁,建立了考虑磁性材料磁化特性的高速电磁阀静态电磁力数学模型,同时进行了两种不同气隙下电磁力的试验研究,试验数据和仿真结果的误差在10%以内,这证明了所建立的数学模型的正确性。研究结果表明:在进行高速电磁阀数学模型建立时,软磁材料磁阻和气隙磁阻共同决定高速电磁阀的电磁力特性。     

电磁力互动柱塞泵电磁力特性研究

为研究齿轮联动电磁泵中电磁铁输出电磁力的动态特性,本文以电磁场理论为基础,考虑电压、匝数、结构尺寸等建立了直线电磁铁电磁力仿真模型,得到电磁力随衔铁位移的关系曲线,并进行实验验证。验证结果表明,电磁铁在衔铁低位移段,输出电磁力较大,但不稳定,随着位移增大,电磁力迅速下降;电磁铁在衔铁中等位移时,输出的电磁力较小,但随着衔铁位移的增大,电磁力下降缓慢。同时,通过设计制做电磁力检测装置,对电磁力进行实验研究,仿真结果和实验结果之间误差小于6.3%,主要是由于仿真模型的简化所致。该模型可用于后续电磁力互动柱塞泵的设计仿真。     

电磁阀开启过程动态响应特性有限元仿真研究

军工、汽车等行业对电磁阀的动态特性各项指标要求越来越高,而设计和开发快速、精确的电磁阀动态特性测试系统成本高、难度大。利用有限元方法,通过计算机仿真实现了对电磁阀设计方案的动态性能的预测与评估。首先,采用Ansoft Maxwell软件建立了某电磁阀的二维电磁场有限元仿真模型,计算电磁阀开启过程的动态响应特性,得到了其工作电流曲线等各种动态特性曲线。最后,进行变参数化设计,进一步研究了初始间隙、驱动电压、线圈匝数等参数对电磁阀开启过程动态响应特性的影响。结果表明,基于Maxwell的电磁阀动态特性有限元仿真能够在计算机上实现电磁阀开启过程动态特性的快速预测并分析评估电磁阀的各个主要设计因素对其动态响应的影响。     

中性点侧小匝数相间短路下水轮发电机铁心动态电磁力

针对定子绕组中性点侧小匝数相间短路易形成发电机的主保护死区的问题,为防止故障进一步扩大造成机组严重损坏,采用机电融合的故障诊断方法以实现对主保护死区下短路故障准确及时地检测势在必行.建立了可准确模拟短路位置的同步发电机内部故障场路耦合模型,计算了某电站300 MW水轮发电机中性点侧小匝数相间短路时的故障电流和气隙磁场,并结合麦克斯韦应力法计算了齿部动态电磁力的分布情况,找到了定子齿部电磁力的集中位置,揭示了动态电磁力随时间的变化情况和空间的分布规律.该文为水轮发电机铁心结构的优化设计和多源故障信息融合的故障诊断方法提供理论依据.     

汽车点火系统的次级电压仿真算法

为提高汽车点火线圈产品设计过程中的精度与效率,提出一种基于电磁路分析的次级电压仿真算法。基于点火系统的工作机理,对点火模块与点火线圈的功能进行仿真,建立了次级电压的电气参数计算模型。分析了点火线圈的磁路结构,以绕组匝数、线径与铁芯长度等参数为输入参量,建立次级电压的工艺与结构参数计算模型,用以减少受参数非线性及磁场因素的影响而导致的计算误差。仿真结果与实测结果误差较小,证明了建模算法的有效性和实用性。     

基于归一负荷矩的配电网台区低电压治理研究

对不同线径电力架空线负荷矩的研究表明:当单位长度线路上具有相同电压降时,线路负荷矩随着导线型号的变化而变化。深入分析线路负荷矩与导线截面之间的内在联系,突破了传统方法只能进行同型导线计算的瓶颈,对不同线径架空线进行归一化处理,确定台区实施线径更换的最优段域。该方法已应用于线路低电压治理分析中,实际工程监测数据表明该方法具有较强的可行性、经济性和应用价值。     

感应加热电饭煲电磁场与漏磁分析

为了研究感应加热电饭煲空间电磁场对其热效率的影响,以一台1 300 W感应加热电饭煲为例,利用ANSOFT软件建立样机三维电磁场有限元模型.在其他条件不变的情况下,分别采用两种磁条结构分析比较了样机模型中电磁场与输出涡流功率的分布情况,并且对样机的漏磁情况进行了分析.将实验测得的漏磁、热效率与仿真值进行对比,验证了仿真方法的正确性.有限元法对感应加热电饭煲电磁场与漏磁的分析结果为相关感应加热系统的优化设计、安全使用提供了参考.     

电磁超声表面波辐射声场的三维有限元分析

为了得到电磁超声表面波换能器在被测试件表面和内部的辐射声场分布,采用ANSYS有限元仿真软件对电磁超声换能器辐射声场进行仿真.建立了电磁超声换能器三维有限元模型并进行了优化,给出了被测试件中感生涡流与换能器激励线圈参数的量化关系.通过电磁结构耦合的方法得到被测试件内部及表面不同方向质点的位移变化,分析了在被测试件内部的辐射声场分布,并给出了被测试件表面辐射声场的指向性规律.根据仿真模型搭建了电磁超声探伤平台,实验结果与指向角仿真结果基本吻合.实验结果表明：对电磁超声表面波辐射声场的有限元仿真,为其设计优化、实际探伤范围的确定、接收线圈放置位置,以及收发装置的安装角度提供了依据.     

基于多向电磁力的永磁同步电机电磁噪声分析

针对电机电磁噪声分析中主要关注径向电磁力而忽略电磁力分量,造成分析精度不准确的问题,对某8极24槽车用永磁同步驱动电机进行电磁仿真分析,得到电机磁场以及电磁力分布. 在电机定子模型上分别单独加载径向电磁力和综合加载径向、切向及轴向三向电磁力,对比分析电磁噪声. 采用边界元法计算电机电磁噪声,通过试验验证仿真分析的准确性. 建立电机参数化结构模型,分析不同定子槽口宽度和磁体圆角半径对径向和切向电磁力以及电磁噪声的影响. 结果表明,切向电磁力对电磁噪声有一定程度的影响,且加载径向、切向及轴向电磁力的电机定子模型更加真实可靠;合理减小定子槽宽和磁铁圆角半径可以有效降低电机电磁噪声.     

利用ANSYS软件进行双E型交流接触器吸力特性分析

根据有限元算法,从双E型交流接触器的实际出发,建立起有限元分析的数学模型,利用ANSYS有限元分析软件对其进行了二维磁场分析,将吸力特性与反力特性相对照,分析了不同线圈高度和线圈宽度对静态电磁吸力特性的影响,并对线圈的高度和宽度做了优化．分析结果表明,随着线圈高度和宽度的增加,衔铁吸力呈明显的增加趋势,分析结果能够清晰直观地反映出随气隙变化的情况和各气隙点的吸力值,而且与其他软件包计算的结果较为吻合,为今后进一步研究交流接触器打下了良好的基础．     

逆变器供电对永磁同步电机振动和噪声的影响

为了分析逆变器供电对永磁同步电机（PMSM）电磁振动噪声的影响,建立了一台PMSM多物理场耦合振动分析有限元模型。首先,利用ANSYS建立电机2D电磁模型,通过有限元法分别计算了逆变器和正弦电流供电情况下4 000 r/min电机的磁通密度;然后,应用节点力传递法将电磁力耦合到定子齿上进行谐响应分析,计算电机振动噪声,分析逆变器和正弦电流供电下PMSM电磁振动和噪声频谱特性。     

有限元法在电磁搅拌装置中的应用和研究

本文论述了电磁搅拌装置中感应器的原理和结构,从电磁场理论出发,建立了感应器的数学模型,利用有限元法得到了磁场在空间的分布,并且实现了电磁力的大致估算,最后比较了理论计算数据和实验数据,结果证明用该方法分析电磁场的分布是可行的.     

电除尘器内亚微米细颗粒物动态的可视化测试

为了研究电除尘器内气流场对细颗粒物捕集的影响,采用二维粒子成像测速法（2D-PIV）对电除尘器内亚微米细颗粒物的运动规律进行测试.实验中,采用艾灸烟作为示踪粒子,线-板式电除尘器板间距为200 mm,通过改变高压放电极或电晕放电极性进行实验.结果表明,对单线电极电除尘器施加50 kV高压时,线电极周围会形成4个涡旋.对双线电极电除尘器来说,由于涡旋的相互作用,会形成更多的涡旋,且分布在双电晕线之间的4个涡旋更加均匀对称.从涡旋形貌来看,正电晕或负电晕放电具有相似的涡旋分布,采用线电极或芒刺电极时,也具有相似的涡旋分布.采用双芒刺电极时,由于注入更高的放电能量,颗粒物速度大幅提高,最高值可达1.6 m/s,是一次流速的3倍.     

Φ273管道的电磁励磁仿真模型分析与实验方法

针对永磁磁路优化及仿真模型不准确的问题,提出了一种以直流电磁铁为励磁源的仿真模型,分析在不同磁路特征下直流电磁励磁的磁化效果.利用COMSOL有限元分析软件建立Φ273管道电磁励磁模型,对管道缺陷特性进行分析.搭建Φ273管道漏磁内检测永磁励磁实验平台.结果表明:直流电磁铁与永磁体作为励磁源具有相同的磁场特性,电磁励磁仿真模型可以准确描述永磁磁路,为永磁磁路的优化设计及直流电磁励磁在管道缺陷检测的工程应用提供理论依据.     

电磁场有限元分析的快速数值方法研究

有限元理论及技术对于求解大规模有限元方程至关重要的快速算法研究尚存许多问题.提出了一种目标区域定位算法并与波阵法联合使用的新数值技术,分析了新算法的原理及其在非线性条件下的应用.阐述了在磁矢量(MVP)有限元中的实现,最后给出计算实例.结果表明,采用新方法可以节约大量计算机资源,是一种鲁棒性较好的数值技术,对大规模电磁场数值计算也有良好的应用前景.