基于响应表面法的电缆终端结构和材料参数优化

在对电缆终端的尺寸参数和材料特性进行优化时,若目标函数和约束条件不存在显示函数关系,需采用随机类优化算法进行多次有限元求解,从而产生优化过程迭代次数多、计算效率低的问题。文章使用响应表面法(RSM)先构建出较精确的响应表面模型,以显示的函数表达式描述出目标函数和约束条件与设计变量的关系,然后采用优化算法对含有非线性约束的优化问题进行求解。这样的优化过程大大减少了有限元计算次数,提高了计算效率。     

双曲线冷却塔结构优化计算与选型

目前 ,火电厂机组容量不断增大 ,其冷却塔亦向超大型方向发展。对冷却塔结构进行优化可保证冷却塔设计的安全性、经济性、合理性。冷却塔优化包含热力选型优化和结构本体优化 ,其中热力选型优化包括塔高与淋水面积的选配 ,塔高主要部位几何尺寸的相关比值等 ;结构本体优化包括在合适的荷载组合下 ,保证热力选型所确定的冷却塔主要尺寸、风筒几何尺寸比值、壳底斜率及壁厚等。通过优化计算 ,进行几个较优方案的技术经济性的比较 ,找出安全性、经济性、合理性最优的方案。     

爪极发电机的气隙磁场与结构的优化

采用三维有限元方法对爪极发电机的磁场和结构进行了研究。基于ANSOFT软件对发电机空载和负载气隙磁场进行了计算仿真,反映了电枢反应对气隙磁场的影响,同时利用MATLAB软件对空载气隙磁密进行了谐波分析。通过对爪极发电机漏磁的分析和相关结构的优化,得出了电机结构尺寸与效率的关系曲线,论证了结构尺寸对爪极发电机效率的影响。最后通过基于正交试验原理的方法,优化出了电机结构尺寸的最优解。     

棒形悬式复合绝缘子电场计算和优化

使用ANSYS有限元分析软件对330kV棒形悬式复合绝缘子进行三维计算分析,讨论了导线、铁塔和均压环对绝缘子(I型)沿面场强分布的影响。运用随机搜索法的优化技术对均压环的环径、管径和环的抬高距进行了优化计算。得出高压导线的存在使棒形悬式绝缘子电场均匀化,铁塔对侧相的绝缘子电位分布影响最小,选择合适的均压环尺寸(抬高距、管径和环径)可以有效地降低棒形悬式绝缘子端部芯棒和护套所承受的场强的结论。     

大型空冷汽轮发电机定子通风结构优化方案的计算与分析

随着空冷汽轮发电机容量增加,其组件的可靠性依赖于冷却系统散热能力。合理的优化发电机定子通风结构,可以提高传热介质的利用率,降低电机温升。在200MW空冷汽轮发电机定子实验研究数据和大量相关工作基础上,提出了2种方案对电机定子结构进行优化:方案1,保持电机总尺寸、损耗和通风沟数量的不变,改变铁心厚度;方案2,保持电机总尺寸和损耗不变,增加通风沟的数量同时减小通风沟尺寸。根据计算流体力学原理,应用有限体积法求解定子各径向风沟内空气的紊流流动等三维离散方程组,研究了通风沟尺寸结构等几何量变化对整个电机温度场和流体介质的利用率的影响。研究结果表明,优化后的2种结构能使流体带走更多的电机内产生的热量,使计算出电机的稳态温升比实际结构计算出的温升最大下降9.13℃。     

基于转子轴向通风孔尺寸及拓扑结构的电机性能研究

针对传统路法在定量分析转子轴向通风孔尺寸对电机性能影响时表现出的狭隘性,以1台400 k W、6 000 V高压异步电动机为例,建立了场-路耦合的二维瞬态电磁场时步有限元模型,分别对不同的转子轴向通风孔尺寸拓扑结构下电机内的电磁场进行了计算,分析了转子轴向通风孔尺寸及拓扑结构对电机内气隙磁密、损耗、径向电磁力等电磁特征量影响的演变规律。以此为基础,探讨了转子轴向通风孔尺寸及拓扑结构对电机起动、运行性能的影响。最后,通过对比电机有限元计算结果与试验结果,验证了计算方法的准确性,为转子轴向通风孔尺寸及拓扑结构的设计和优化提供了理论依据。     

基于PSO算法的输电线路相间距离计算分析

为解决架空输电线路相间距离计算的问题,在Matlab平台上建立精确的计算模型,利用粒子群优化(PSO)算法,准确快速得计算出导线最小相间距离.以实际工程中典型双回路塔分支情况为算例,对不同相序排列方式下的相间距离进行计算分析,得出了合适的相序布置方式.     

双绕组连续式线圈电力变压器电磁方案计算方法

变压器电磁方案计算由于设计变量多,对应组合也多,使计算工作量很大。针对上述问题,对双绕组连续式线圈电力变压器,把短路阻抗直接应用于电磁计算过程,增加线圈高度作为新的设计变量,把变压器铁心直径、绕组匝数和线圈高度作为重要设计变量,在电磁方案计算时首先确定这三个参数值,然后计算绕组和铁心尺寸,在计算出的绕组尺寸内按绕组排线规则进行排线,调整并确定绕组线规,可快速得出计算结果,提高了计算效率,在变压器优化计算中具有广阔的应用前景。     

开关插座注塑模具的标准化与结构优化

本文主要探讨开关插座注塑模具的标准化和结构优化。通过规范模具尺寸规格、简化模胚结构、模块化型腔结构、选择合适的浇口、巧妙的顶出机构和适宜的排气方式,来促进注塑生产自动化。     

导叶关闭规律自动优化研究

本文简述水轮机导叶关闭规律对机组过渡过程主要参数的影响以及目前电站常用的导叶关闭规律。国内外对导叶关闭规律优化进行了大量的研究,但难以应用于工程实际,特别对于抽水蓄能电站存在"反S型"以及过渡过程计算工况复杂,更难优化出合适的关闭规律。本文采用穷举法结合SIMSEN软件进行自动优化软件开发。该软件可在高性能计算平台上采用一段、两段甚至三段折线关闭规律对电站进行快速高效的关闭规律自动优化,可极大的提高工作效率。     

基于磁滞特性的自取电电源取能线圈匝数研究

为了优化输电线路上的取能装置,降低取能线圈体积,提高取能装置的经济性,文中着重研究了取能线圈的匝数设计。基于Jiles-Atherton磁滞理论模型对取能线圈的磁滞特性进行仿真,选择合适线圈材料,同时提出了保证线圈稳定工作在非饱和区域的最优匝数计算方法。为了安装方便,采用开合式线圈,探究气隙宽度对最优匝数的影响,计算结果表明,气隙的存在使得最优匝数减小,但是随着气隙宽度增加,气隙损耗功率显著增加,因此在制作时应尽可能减小气隙宽度。最后通过仿真和实验验证了该设计方案的有效性。     

基于量子遗传算法优化的无线电能传输模型

传统方法设计电磁谐振式无线电能传输系统时,参数一直靠人工设定,实际应用中很难达到最优的传输效率。文章使用量子遗传算法对无线电能传输模型的参数进行优化,该算法以量子理论和量子计算为基础,采用量子比特实现个体编码,然后对每次迭代中的个体通过量子旋转门操作进行最优解搜索;最后,通过对一个谐振式无线电能传输系统进行仿真分析,对算法的有效性进行了验证;事实证明,该算法能够较快地搜索到局部最优解,验证了量子遗传算法对参数优化问题的有效性,为无线电能传输模型的制作优化奠定基础。     

直流偏磁计算与限流电阻优化配置方法研究

提出了交流电网中直流分布的解耦计算方法,可大大简化直流偏磁分析。在此基础上建立了直流偏磁限流电阻优化配置模型,其约束条件为满足交流电网中变压器直流偏磁电流不超限值和偏磁限流电阻不超限值,从整体上优化偏磁限流电阻的配置,实现抑制直流偏磁电流、减少限流电阻装置对系统的影响和配置费用较少的优化目标。讨论了优化模型的求解方法,给出了基于粒子群优化算法的混合优化方法。根据最优解存在的必要条件,给出了基于广义逆的优化解最优性判别方法。通过算例验证了算法的实用性和有效性。     

凸极冲击发电机端部结构及磁场分析

本采用准三维有限元端部涡流场计算方法,针对一台ＴＦ２００－８／２１５０型凸极冲击发电机的端部结构设计要求,经过理论分析、多种方案计算以及试验验证表明,推荐的部结构既具有电机端区磁场分布合理、结构件损耗小、温升低,在工程上又具有低成本,工艺上简单易行的特点。所提出的计算方法合理实用,精度完全满足工程计算的要求,可推广应用于定子采用整圆压板的常规凸极同步电机端部磁场计算。     

一种解决非线性磁场计算收敛问题的最佳方法

讨论了非线性磁场的计算问题，指出如何确定磁场磁阻率是影响计算收 敛的重要因素。提出在磁场饱和情况下保证采用线性迭代法计算也收敛的方法，通过进一步分析提出在磁场中铁磁物质的磁化曲线上有拐点情况下保证计算收敛的最佳方法。     

基于繁殖粒子群算法的火电厂负荷优化分配

针对目前火电厂负荷优化分配的问题,提出了负荷优化分配总时间的概念,并给出了具体计算公式。在标准粒子群优化算法中引入遗传算法中的杂交思想,提出了基于繁殖粒子群优化算法的负荷优化分配方法,并引入自适应惯性权重对算法进行了改进,避免了标准粒子群算法易陷入局部最优及遗传算法优化计算时间长的缺点。对算法应用在负荷优化分配中的具体问题进行了分析处理,缩短了优化计算时间,提高了算法精度。实例分析进一步验证了所提方法的有效性以及现场实用性,能够同时满足火电厂对降低成本及电网调度对负荷优化分配总时间的硬性要求。     

表面贴磁式永磁同步电动机空载气隙磁场解析计算

以气隙中一对载流线圈产生的磁场为基础,利用等效面电流法推导出了平行充磁永磁同步电动机空载时的气隙磁密的解析计算公式。在考虑齿槽效应的情况下,利用许一克变换构造了气隙相对比磁导函数,计算出了定子开槽时空载气隙磁密分布。磁场解析计算结果与二维有限元计算结果对比,其计算波形和大小吻合很好,证明此方法是正确可靠的。同时解析法在计算机上容易实现,为永磁同步电动机的优化设计和性能分析提供了基本的分析手段。     

无源高温超导磁浮轴承磁悬浮力的计算

本文应用有限元方法和超导临界态理论，推导了高温超导体电流分布和电流密度计算方程。由高温超导体电流计算了高温超导磁浮轴承悬浮力。利用实验测量结果验证了此方法的有效性。     

Optimizing a levitating screen of electromechanical converter of forces

A method is developed for the definition and calculation of optimal values of basic parameters and sizes of a levitating screen in an electromechanical converter of forces with a stepwise magnetic conductor. The method takes into account preset values of the superheat temperature of the levitating screen, the depth of the electromagnetic wave penetration into the aluminum screen, and the given range of variation in the external force acting on the screen. An example of the design of the force converter is presented that is based on the developed engineering technique of design.     

爪极发电机空载漏磁计算

用三维有限元方法计算一台电励磁爪极发电机和一台新型混合励磁爪极发电机漏磁系数。爪极结构的特殊性决定了爪极发电机磁场呈三维分布，需用三维数值方法计算。采用有限元商用软件包通过前处理、加载和后处理等程序，得到电励磁爪极发电机和混合励磁爪极发电机不同结构参数下的空载漏磁系数，并总结出不同结构参数下漏磁系数的变化规律，对于不同类型爪极发电机的结构设计、磁场分析以及参数优化设计等方面的研究提供一定的理论参考。