磁通变换器的特性仿真及优化设计

利用三维有限元软件Maxwell对磁通变换器的静、动态特性进行仿真计算,并通过试验测量验证了仿真方法及结果的正确性。在此基础上分析了旁路、铁心工作点、线圈参数等因素对磁通变换器特性的影响,并综合各种因素进行了优化设计,达到了降低功耗、提高动作速度、减小体积的目的。     

磁通变换器的动态特性仿真

基于有限元分析软件Ansys的静态磁场分析计算功能,利用其特有的AP-DL语言进行二次开发,实现磁通变换器的动态仿真计算;同时,采用具有动态仿真功能的有限元分析软件Ansoft进行动态仿真,并将两种方法的动态仿真计算结果进行比较。仿真结果表明,两种计算结果吻合得很好,证明了二次开发程序的正确性。     

双向DC/DC变换器中耦合电感的应用研究

为了保证双向DC/DC变换器在降压模式的高效率、低损耗、节约能源等条件下,满足大功率负载的要求,将耦合电感应用到变换器中。对不同工作状态下电感电流的状态方程进行了分析,给出了耦合电感的最大电感电流脉动和最大磁通密度的数学表达式。采用耦合电感后电感储能能力变大、磁芯体积降低,使变换器能够满足"大电流-大功率"负载的要求。最后进行仿真验证,仿真结果验证了理论分析的正确性和可行性。     

基于Simulink的Buck变换器混沌现象仿真与研究

基于Simulink建立了电流连续导通模式下的电压控制Buck变换器模型，在该模型的基础上对开关变换器的非线性现象进行了研究。通过改变电路参数，研究了开关变换器从稳定态到倍周期分岔，再到混沌的演化过程。仿真结果与理论分析和实验结果一致，验证了仿真模型的正确性，为合理选取电路参数提供了指导，同时也为混沌控制理论的研究奠定了仿真基础。     

一种新颖的双频Boost变换器

提出了一种新颖的双频Boost变换器拓扑结构。该拓扑结构高频为三电平Boost单元,低频为两电平Boost单元。与传统的双频Boost变换器相比,该变换器具有高频开关电压应力低、滤波电感小等特点。与三电平Boost变换器相比,该变换器可以降低开关损耗,提高效率。本文对该变换器的工作原理和性能进行了详细分析,对主要参数进行计算,并给出了控制策略和仿真结果。仿真结果证明了理论分析的正确性和有效性。     

Boost变换器滑模控制方法及其实验研究

通过对Boost变换器稳态平衡点的计算，可构造其时变滑模控制方法，该控制方法在滑模面的设计中引入了变换器参数的变化，并且充分利用Boost变换器独特的电路结构，具有较好的瞬态响应特性和启动特性，在理论分析的基础上，给出了详细的计算机仿真及电路实验结果。     

QZSIMC感应电机驱动系统的最优升压控制

Quasi-Z源间接矩阵变换器是一种新型的电路拓扑。将Quasi-Z源间接矩阵变换器用于感应电机驱动系统,设计了按转子磁场定向的矢量控制系统,分析了感应电机的最优升压控制原理,得到了在保持电机磁通恒定的情况下,计算Quasi-Z源间接矩阵变换器直通占空比的方法。通过选择合适的直通占空比,可以提升Quasi-Z源间接矩阵变换器的输出电压,改善电机在输入电压较低情况下的动力性能,同时降低Quasi-Z源间接矩阵变换器的功率损耗,仿真和实验结果验证了该控制系统的有效性。     

MATLAB/SIMULINK在"电力系统分析"教学中的应用

针对"电力系统分析"课程理论性强,计算量大的特点,在教学中引入MATLAB/SIMULINK仿真软件,对相关知识点进行仿真与分析.首先,对某电压器厂生产的一台铁心饱和的Y/△-11接线的三相变压器进行理论分析与参数计算,然后对变压器空载时的相电压、主磁通和空载电流进行实例仿真.结果证明了仿真的正确性,强化了相关知识点的理论学习,同时理论分析对建模与仿真也起到了很好的支撑作用.     

磁通切换型轴向磁场永磁风力发电系统仿真分析

在介绍磁通切换型轴向磁场永磁（Axial Field Flux-Switching Permanent Magnet,AFF-SPM）风力发电机结构及其发电运行原理的基础上,将一台三相12/10极AFFSPM电机应用于直驱式变速恒频风力发电系统。为了实现最大风能跟踪,对机侧PWM变换器的控制策略进行了研究。最后,在Matlab/Simulink仿真环境中搭建了该系统的仿真模型,并对其进行了仿真分析。仿真结果验证了控制理论的正确性,同时对AFFSPM风力发电系统的深入研究具有重要的参考价值。     

一种车用双极性横向磁通永磁电动机

针对当前横向磁通永磁电机绕组磁链单极性影响电机出力进一步提高的问题,提出一种实现磁链双极性的横向磁通永磁电动机。该电机采用外转子型,电枢绕组和永磁体都位于定子上,磁通路径分析表明绕组匝链的磁通为双极性。基于电动机的基本结构和工作原理,依据电机设计理论推导出了电动机功率与尺寸之间关系式,采用有限元计算分析了电机主要尺寸对永磁磁链的影响。以此为依据确定了一台三相600 W样机的尺寸,利用有限元法对静态特性和瞬态特性进行了仿真计算,包括空载时电机磁场分布和绕组反电势,为了验证理论分析的正确性,最后对制作的600 W样机进行了实验验证,实验结果与理论分析具有很好的一致性。     

电压型螺线管式脱扣器的设计与有限元分析

针对某一电压型螺线管式脱扣器的结构,从理论磁路分析及静态、瞬态有限元仿真两个方面进行脱扣器电磁力的计算.结果表明,采用有限元分析方法模拟漏磁对电磁力的影响,能得到更加准确的分析结果,并能得到更多对设计有改进的结果输出.     

潜水电机电磁噪声分析和对比

针对传统的潜水感应电机和一种具有更高效率的新型潜水永磁辅助同步磁阻电机（PMASRM）,利用多物理场耦合有限元仿真,分析和对比其电磁噪声。在电磁场有限元软件中对电机的气隙磁密和径向电磁力波结果进行二维傅里叶分解,分析了气隙磁场和径向力波的时空特性。PMASRM转子磁导作用产生的气隙磁密谐波空间阶次更高,造成的径向电磁力波阶次更高,可以降低电磁噪声水平。声学仿真结果验证了上述结论。     

控制与保护开关电磁系统动态仿真研究

对加了节能装置的控制与保护开关(CPS)电磁系统动态仿真方法进行了研究。针对电磁系统的耦合电压平衡和达朗贝尔机械运动特征微分方程,利用Ansys软件包,采用有限元模型,进行了动铁心动态吸力和磁链的仿真;利用Matlab软件构建CPS电磁系统的机械模型,通过二元二次插值算法和四阶Runge-Kutta法,模拟动铁心的动态运动过程,获得了吸合过程中的电流、吸力、磁链等一系列物理量。为CPS电磁系统性能改进及实际产品优化设计提供了仿真环境下的理论支持。     

笼型异步电动机径向电磁力波的有限元计算

建立笼型异步电动机的场路耦合时步有限元模型,通过定子相电流仿真波形和实测波形的谐波比较验证有效性。基于该模型计算气隙磁通密度,进而利用经典的Maxwell应力张量法计算径向电磁力。气隙磁通密度和径向电磁力均随空间和时间变化,利用二维傅里叶分析分别求解它们的谐波;并探讨齿槽和转差率对磁通密度和径向电磁力的影响,以及磁通密度波和径向电磁力波之间的关系。将径向电磁力波和实测电磁噪声频谱进行了分析和对比,结果表明径向电磁力波的计算是合理有效的。利用本文方法计算的径向电磁力及其谐波可应用于在设计阶段对电磁噪声的分析。     

超特高压油浸式电抗器电磁场仿真分析

1 100 kV超特高压并联电抗器适应中国电力工业发展需求而得到了长足的发展,针对超特高压并联电抗器电磁场及电磁力仿真分析,首先建立了油浸式电抗器有限元3D模型,然后分析了电抗器芯柱结构漏磁现象及磁路,最后计算出了各部件磁密云图及电磁力云图,与实际工况下的实验数据进行对比,结果误差较小,验证了电抗器磁场及电磁力仿真的正确性与有效性,为解决存在的振动及过热问题提供了理论支持。     

电机定子系统振动模态的研究分析

针对电机定子系统的振动与噪声特性,利用Ansys有限元仿真软件对电机定子系统三维模型进行模态仿真,得到电机定子系统的固有频率与振形,并通过试验对仿真结果进行验证。同时,对电机进行电磁仿真,分析其气隙磁密与电磁力谐波,得到电机内部电磁力各次谐波频率。将电磁力谐波频率与电机固有频率进行对比,确保电磁力谐波不会引起电机定子系统共振。验证了电机结构的合理性,为同类产品的设计优化提供了一定的参考价值。     

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。     

聚磁型无源转子横向磁通永磁电机电磁力及转子机械强度的分析

以两相聚磁型无源转子横向磁通永磁电机为研究对象,分析了电机的结构特点与运行原理,并给出了主要尺寸参数。建立了3D仿真模型,在不同负载条件下对电机的转子铁心进行了电磁力分析计算。将仿真得到的电磁力作为载荷施加于转子铁心上,借助应力场研究分析了转子铁心的应力分布规律及形变量大小,计算结果表明该电机转子的机械强度和结构刚度是满足要求的。     

基于磁场和等效磁路的磁通变换器特性仿真和优化设计

通过有限元方法计算磁通变换器的三维磁场和静特性,再联立线圈电路瞬态方程和铁心机械运动方程,运用四阶龙格-库塔法求解动特性,分析了放电电容容量和电压、线圈匝数对动静特性的影响.根据磁通变换器的三维磁场分布采用磁场分割法进行磁路拟合,利用该等效磁路实现了动态特性和静态特性的同步优化.实验结果表明,该方法计算精度高,并能达到静态特性和动态特性的综合最优化,克服了已有设计方法中对动态特性和静态特性分步优化的缺点.