三维静磁场数值计算——等效磁化区法及其在永磁电机参数计算中的应用

本文对计算三维静磁场的等效磁化区法作了研究,从理论上证明了用等效磁化区方法计算三维静磁场的正确性,并提出了构成等效磁化区的一般方法。按照等效磁化区法的数学模型,本文对用有限元方法求解非线性三维静磁场问题的途径作了推导。应用所编的FORTRAN程序,本文计算了飞轮式永磁发电机的空载和负载三维静磁场,并对电机的端部磁场作了测量,结果表明,计算值与实测值基本一致。运用三维静磁场数值分析方法,本文计算了电机的磁通和电抗等有关参数,这对电机的正确设计具有一定的实际意义。     

杯状纵磁真空灭弧室三维纵向磁场及涡流的有限元分析

对杯状纵磁真空灭弧室的三维静磁场、三维交变磁场及触头片中的涡流分布进行了有限元计算和分析。计算结果表明，交变磁场的分布与静磁场的分布有所不同，这主要是由涡流引起的。涡流的影响在触头中心处最大，在槽口之间次之，在槽口上方影响最小。     

用基于等参单元的双标量位法来计算三维静磁场

本文采用基于等参单元的双标量位法计算三维静磁场,推导了六面体等参单元的离散格式,用此方法计算了回旋加速器的三维静磁场和变压器的三维恒定漏磁场,所得结果可供工程参考.     

三维非线性磁场的标量磁位描述

阐述由简化标量位，双标量位和差场标量位描述的三维非线性磁场的边值问题，并对各种标量位法进行比较。文中首次给出三维非线性各向导性磁场的差场标量位数学模型，目的在于为三维磁场的有限元计算提供模型。     

控制与保护开关电磁机构静态特性仿真研究

建立了控制与保护开关电磁机构三维静态非线性磁场模型。考虑到有限元方法仿真分析静磁场是在给定电流条件下进行,而计算中则是给定电磁机构线圈电压,利用ANSYS寻优功能优化求解励磁电流并以此激励磁场。仿真验证了非线性磁系统线圈电流与工作气隙的关系以及线圈冷态下静态吸、反力特性配合,研究了线圈位置对吸力特性的影响,为电磁机构性能改进及实际产品优化设计提供仿真环境下的理论支持。     

用二阶矢量位计算三维矢量磁位静磁场问题的多极理论

提出了用二阶矢量磁位计算三维矢量位静磁场边值问题的多极理论方法。数学分析结果表明,对于具有唯一解的矢量磁位静磁场边问题,多极理论所获得的解是唯一的用。多极理论求解三维矢量磁位的静磁场边值问题,既不需要离散场域或边界,又能获得整个场域内的连续级数解,且变量数较少,显著降低了计算机内存需要量。     

用双标量位法计算含永磁体的三维静磁场

本文在双标量位思想的基础上,建立了用双标量位求解含永磁体的三维静磁场数学模型和离散求解方法。通过对两种模拟永磁体磁效应时场的数学模型的比较,认为等效磁荷模拟永磁体磁效应更适合用双标量位计算含永磁体的三维静磁场。文中用有限元法、加权余量法和伽辽金准则对数学模型进行了离散化处理。并以两台容量不同的稀土永磁同步发电机为例,计算了其三维静磁场。由此得到的气隙基波磁通和漏磁系数与试验求得值均相吻合。     

含非线性各向异性介质静磁场的综合分析法

本文给出了一种分析在非线性、各向异性媒质存在下的静磁场分布的计算方法。该法诉诸于全局标量磁位与局部矢量磁位的结合,以及将(?)分解法与牛顿—拉夫逊法结合起来求解非线性矩陈方程。因此,与通常办法相比,可以节省许多计算时间和费用。文章最后,提供了一个将此法用于大型汽轮发电机端部磁场计算的实例。其结果表明,这种方法对于计算非线性静磁场或似稳场是非常有效的。     

基于六面体单元表面磁场积分法求解三维静磁场

三维静磁场计算分析在工程中具有广阔的应用背景.在磁场积分法求解三维静磁问题中,根据均匀磁化体磁化特征将系数矩阵体积分计算形式化简为面积分计算形式,简化了运算且消除了系数矩阵积分计算的奇异性.为适应任意复杂形体剖分,选择非规则六面体作为剖分单元,导出了其单元耦合系数的解析求解方法,从而消除了传统计算中采用数值积分近似计算带来的误差.基于上述两者分析,建立了基于六面体单元表面积分的三维静磁场计算模型.为验证该方法的正确性和有效性,将其应用于地磁场磁化下球壳和空心圆柱体的空间磁特征分析实例中.计算值和实际值的一致表明该方法完全可应用于工程实际的三维静磁场分析,有一定的工程实用价值.     

三维静磁场的数值计算在稀土永磁同步发电机设计中的应用

用双标量法计算了两台容量不同的稀土永磁同步发电机的三维静磁场,分机了气隙磁场和漏磁场的分布规律,讨论了不同结构参数时的漏磁通分布。     

126kV真空灭弧室1/2线圈纵磁触头三维磁场仿真

建立了126kV、1/2线圈纵磁触头三维电极结构模型,并利用有限元法对考虑了电弧影响的有限元模型进行了三维静磁场和涡流场仿真。结果表明静磁场下纵向磁场在触头片开槽处发生畸变,在触头间隙中心平面分布呈"平顶帐篷"形状。在涡流场下,当电流处于峰值时,纵向磁场在触头片上的分布和触头间隙中心平面上的分布与静磁场作用下相似;在电流过零时,纵向磁场在触头片中心形成一个最高峰,在最高峰周围形成6个次高峰;而在触头间隙中心平面分布呈"尖顶帐篷"形;沿路径(0,-60,110)~(0,60,110)纵向磁场的分布为开口向上的抛物线型,最大滞后时间0.36ms。     

自适应Galerkin间接边界元方法计算三维线性静磁场问题

基于磁荷模型的三维间接边界方法在计算静磁场问题上具有独特的优点，为提高计算精度，降低计算成本，建立了以等效磁荷为待解变量，基于Galerkin离散的三维静磁场积分方程自适应求解方法。其基本思想为：由于单元只在加权意义下满足磁场积分方程，故采用单元法线方向上磁通连续性条件满足情况作为自适应计算的判据。磁场积分方程采用Galerkin方法进行离散，避免了区域边点和角点几何奇异性对解答的影响。为进一步提高计算效率，提出了一种场量局部更新求解技术，使得每次自适应计算的规模大为降低。通过与解析计算结果和测量结果比对，数值算例证明了该文方法的正确性和有效性。     

稀土永磁直流电动机三维静磁场分析

在矢量磁位分量形式的三维静磁场泊松方程基础上，建立相应的八节点任意六面体单元刚度矩阵形成的数学模型，并运用矢量磁位分量形式的有限元法对SZKY01型稀土永磁直流电动机进行三维静磁场计算。计算结果反映了气隙磁密沿轴向分布不均匀性及漏磁通的比例关系。文中从稀土永磁体的等效原理出发，结合电机的基本结构，分析气隙磁密沿轴向中间高、两端逐渐减少的不均匀性，探讨二维场无法考虑的端部效应。     

大型电力变压器三维瞬态漏磁场及损耗计算的研究

计算了非线性各向异性叠片铁心的三维瞬态漏磁场及其相应的损耗,并给出了实例。     

航空稀土永磁电机端部三维静磁场的有限元分析计算

本文首先采用直接离散化方法,推导了考虑各向异性等问题的稀土永磁三维静磁场的等参有限元分析表达式,简要介绍了三维网格的形成问题。最后用波阵有限元法对一端部装有辅助发电机的30KVA航空稀土永磁同步发电机的端部空载磁场进行了计算,得到了令人满意的结果。     

稀土永磁电机端部三维静磁场的有限元分析计算

本文首先采用直接离散化方法,推导了考虑各向异性等问题的稀土永磁三维静磁场的等参有限元分析表达式,简要介绍了三维网络的形成问题,最后用波阵有限元法对一端部装有辅助发电机的30KVA航空稀土永磁同步发电机的端部空载磁场进行了计算,得到了令人满意的结果。     

一种三维磁路永磁电机的集中参数磁路模型

为了研究一种定子采用类爪极磁极铁心形状及环形集中绕组的三维磁路结构的磁通切换型永磁电机,在对空载静磁场及电枢反应磁场进行三维有限元磁场计算的基础上,根据电机在不同定、转子相对位置时的磁场分布情况,对三维磁路结构进行集中参数磁路模型建模,并推导出节点磁动势矩阵,通过对矩阵进行解析计算以及对计算结果的分析,推导出电机各主要电磁参数的解析表达式并进行计算和分析,通过与三维磁场计算结果相对比,验证了该磁路模型计算方法的正确性。由于可采用集中参数磁路模型计算可以节省大量计算时间,可以更方便地进行三维磁路结构电机的各种参数优化,对其他三维磁路和分析工作也具有参考意义。     

三维静磁场计算的B分量方法

本文提出计算三维静磁场的B分量方法,应用有限元技术,直接求解场域内各个节点上的磁通密度矢量,从根本上克服了由矢量位A计算静磁场的传统数值方法的不足。文中详细讨论了B的三个分量在介质交界面上的关系和分量方程的解耦技术。对一个实例的计算表明:这个方法计算精度较高,具有较好的收敛性。     

边界元和有限元方法的结合及其在永磁电机三维非线性静磁场计算中的应用

从对永磁电机端部三维静磁场的计算结果可见,应用这种混合计算方法可以减少计算工作量和提高计算精度。     

计算三维静磁场的波阵有限元技术

本文分析介绍了一种计算三维静磁场的新算法——波阵有限元技术,讨论了它的程序实现过程和处理技巧,最后通过实例计算,得到了令人满意的结果。