开关磁阻电机磁-热耦合仿真分析

采用有限元法对三相18/12开关磁阻电机进行了电磁场与温度场的耦合仿真。应用Ansoft Maxwell软件建立了样机的有限元仿真模型和驱动控制电路,通过瞬态场仿真得出电磁场和铁耗、铜耗分布情况,作为热源耦合到温度场分析模块。采用ANSYS Workbench软件的耦合分析功能,计算了样机的稳态温度场及各主要部件的瞬态温度曲线,并将仿真结果与实验结果进行对比。二者结果基本一致,表明磁热耦合仿真能够准确地分析电机内部的温度分布情况,为今后开关磁阻电机的设计与优化提供了基础。     

基于多场量的笼型感应电机三维瞬态磁热固耦合计算分析

以一台小型感应电机为例,参考样机转子斜槽结构,利用有限元法,对电机进行了三维瞬态磁-热-固单相耦合计算。首先计算了电机在额定负载情况下的三维电磁场,计算中考虑了端部绕组对电机的影响。以三维电磁场节点的损耗密度结果为载荷,耦合到三维温度场模型中作为热源,施加边界条件,模拟了电机在额定负载情况下的瞬态温度变化过程,得到了不同时刻电机温度分布及各点温度随时间变化曲线。对比不同时刻温度分布,总结出电机内部传热规律,通过温升实验验证了仿真计算结果的准确性。最后,以转子的瞬态温度场结果为载荷,施加相应约束条件,计算并得到了转子鼠笼热应力分布情况,找到了鼠笼易断裂的位置并分析受力的原因。该文采用的计算方法可为电机多物理场耦合计算,及研究该类电机断条故障原因及导条断裂过程分析提供参考。     

基于磁固耦合的分数槽永磁同步电动机振动分析

以小型分数槽永磁电机为研究对象,通过分析其电磁振动理论,从多方面对电机结构进行了优化。把计算出的电磁力离散成点并加载到电机定子上,在ANSYS中做了瞬态动力学分析,最终得到电机定子对动载荷的时域响应。但瞬态动力学分析只能近似获得电机某点的时域响应,并不能得到整个电机精确的动力学特性曲线。而采用磁固耦合联合仿真可将计算出的电磁力自动耦合到定子齿做频谱分析,从而得到电机整体的频谱特性。结果表明采用磁固耦合的方法更能精确的反映电机振动的频谱特性,从而指导电机结构设计以及优化。     

分段直线感应电动机起动性能的计算和分析

为了提高长初级直线感应电机的效率,节约电能,在实际应用中需要将其初级分段。以分段长初级直线感应电机为研究对象,采用有限元方法,建立了电机的电磁场计算模型,同时运用虚功法来计算电机的电磁力。通过ANSOFT仿真,研究了电机的空载启动、运行及堵转过程,得出了电机的推力、位移、速度曲线及电机内部电磁场的分布特点。最后,利用 Maxwell2 D软件的有限元法分析了长初级直线感应电机起动推力随气隙大小、分段间距以及启动位置的变化规律。所得到的计算方法与规律对分段长初级直线感应电机的优化设计和制造能提供有益帮助。     

中型高压电动机暂态温度场分析及短时过载运行研究

针对中型高压感应电动机暂态温升难以准确计算的问题，以一台紧凑型中型高压感应电动机为例，采用电机内各物理场间强耦合与弱耦合相结合的多物理场三维动态耦合分析方法，对其暂态温升进行计算。根据电机内定、转子区域流-固耦合的特点，建立电机温度场与流体场的三维强耦合分析模型。利用电机动态数学模型、磁网络模型、集肤效应模型及流体网络模型对电机损耗、转速及入口流量等进行计算，并作为耦合边界条件实现与流-固耦合模型的瞬态弱耦合求解。模拟了电机起动过程中温度的变化过程，验证了研究方法的正确性。对短时工况不同负载条件下电机的温升进行计算，获取负载条件对电机温升的影响规律，为电机的短时过载运行提供依据。研究内容为中型高压电动机暂态温升的计算及保障电机多工况的安全运行提供了参考。     

车用变频调速水冷永磁同步电机三维温度场分析

为研究其三维温升分布规律,以一台48槽的纯电动车用水冷永磁同步电机作为研究对象,首先分析了电机的热损耗,计算了绕组的等效导热系数;然后采用流体场与温度场耦合法仿真计算额定工况下电机的三维温度场与峰值工况下电机的温升,符合设计要求;最后通过试验验证了仿真分析的正确性。     

充油式水下异步电机冷却系统多场耦合分析方法

冷却系统的合理设计与准确分析是水下电机稳定运行的关键。首先考虑压力平衡、冷却、密封等问题,设计充油式水下异步电机冷却系统。其次分析水下电机损耗与温度间单向和双向耦合关系并给出相应的计算流程;基于散热器与水下电机和循环叶轮在温度和压力损失上的相互影响,确定冷却系统中温度场与流场间双向耦合关系,并推导散热器性能参数计算式;在此基础上提出多物理场耦合分析方法。最后采用所提出方法分析55kW水下电机冷却系统,揭示出铜耗、油摩损耗、工况点循环流量和散热器出口温度的变化规律,指出在水下电机温度场分析中计算转子铁耗是必要的,得到散热器结构参数影响规律及其合理匹配区间,并通过试验验证该方法的合理性。     

兆瓦级高速永磁电机转子多场耦合强度分析

针对兆瓦级高速永磁电机碳纤维护套转子结构的强度分析问题,以一台1.12 MW、18000r/min高速永磁电机为例,对电机进行了三维流-热-固耦合计算。首先采用有限体积法对电机温度场及流体场进行耦合计算,得到转子温度场分布及其传热规律,通过温升实验验证了仿真计算结果的准确性。再以转子温度场结果为载荷,施加相应约束条件,计算得到转子在服役工况下的应力分布,归纳了碳纤维护套转子在多场耦合条件下强度变化规律。     

双馈风力发电机三维温度场耦合计算与分析

根据流体力学以及传热学理论,阐明了流体与固体耦合直接求解温度场的数学关系.基于1.5MW双馈风力发电机电磁结构、通风结构和冷却方式,并结合电机内流体流动与传热特点,以发电机周向1/8区域作为求解域.采用有限体积元法对发电机内流体场和温度场进行耦合求解,并对求解结果进行了详细的数值分析.得出冷却空气在流通区域速度和流量分布规律;在此基础上,研究了电机温升分布规律及传热特性;将计算的结果与实测数据对比,验证了计算结果的正确性.     

基于场路耦合的轮毂式开关磁阻电机的电磁性能分析

首先采用有限元法对一台三相18/24极轮毂式开关磁阻电机(SRM)进行了静磁场分析,获得了电机的L-i-θ曲线、T-i-θ曲线、磁化特性曲线以及不同转子位置下的磁力线和磁通密度分布;接着,在现有文献的基础上充分考虑SRM的饱和非线性,采用基于Simplorer与Maxwell场路耦合的联合仿真方法对电机进行了瞬态场计算,得到了不同运行条件下的电流、电磁转矩等波形;最后,通过加工样机测量了电机在起动、稳态运行、加速、减速和变负载等状态下的实验波形,其结果与仿真波形吻合较好,验证了分析方法和结果的有效性。     

汽轮发电机水路堵塞时定子流体场和温度场的数值仿真

水冷汽轮发电机冷却水路的堵塞是其常见的故障,水路系统堵塞的检测手段之一是监测其温度的变化。由于水氢氢汽轮发电机采用氢气冷却定子铁芯和转子部分,采用水冷却定子绕组,使得其冷却系统比较复杂,并且流体流动状态直接影响到温度的变化。为了得到较好的温度仿真结果,将流体场与温度场进行耦合,建立了汽轮发电机定子三维流体场与温度场的耦合数学模型。在通过计算汽轮发电机二维电磁场从而获得定子铁芯损耗分布的基础上;利用有限体积法耦合计算了定子的三维流体场和温度场。采用所建立的数学模型,计算了定子线棒空心导线在不同堵塞故障下定子的三维流体场和温度场,总结了定子温度的变化规律:与正常运行相比较,空心导线堵塞时,定子最高温度点的位置由上层线棒的出水口处转移到了被堵塞的线棒;被堵塞的空心导线即使增加1根,也会使得其所在的线棒温度有较大的增加,但是定子铁芯齿部、轭部以及正常线棒的温度增加很少。     

共箱封闭母线多物理场耦合分析

共箱封闭母线由于拥有较为复杂的发热与散热结构,故其温升的计算一直是研究与设计的重点。借助有限元法,通过建立有限元模型首先分析得到了双层导体共箱封闭母线在稳态中的工频电磁场及焦耳热分布。随后利用间接耦合法,将焦耳热作为热源带入到流场-热场耦合模型,计算得到了热场与流场,进而得出共箱封闭母线中导体与外壳的主要散热方式为辐射散热,为控制母线温升应加强母线的辐射散热能力。     

航空电源系统用高速实心式永磁同步电机设计

针对多电飞机航空电源系统日益增长的用电需求,设计了一台额定功率为75 kW、额定转速为65 000 r/min的高速实心式永磁同步电机。此类高速电机运行速度快、损耗密度大,其设计受到多物理场的共同约束。通过有限元仿真,从电磁场、机械场和温度场三个角度对电机性能、转子强度和冷却系统进行了设计,并通过试验验证了设计的合理性。分析结果为多电飞机电源系统电机产品提供了参考依据。     

一种新型矿用电机—复合转子异步电机谐波电磁场的三维分析

对一种新型矿用电机－复合转子异步电机中定子高次谐波磁势在有限长转子中所产生的涡流磁场进行三维分析。结论是，谐波磁场的三维特性比基波磁场明显减弱，谐波磁场的次数越高，磁场趋趋于二维分布，在各次谐波磁场中，齿谐波磁场较强，有时甚至强于任何其它高次谐波，因此设法削弱齿谐波磁场是降低谐波转矩和附加损耗，提高电机效率的有效方法。     

高压工频电场警示仪的研究

环评测试表明,在高压线路下和变电站内部分区域,电场强度超过国家标准5kV/m规定的最大值.为了便于电力工作人员及时准确的获得作业场所的电场信息,本文以C8051F020单片机为核心开发研制了高压工频电场警示装置.现场测试表明,该装置不仅可以对电场强度进行测量,当环境的电场强度超过规定值时,其声光报警系统可以自动告警,能满足电力系统对电场环境监测的需要.     

交流输电线路工频电场和磁场在人体里感应电流的估算方法

交流输电线路的工频电场和磁场会在人体感应出电流,该电流在人体引起的生物效应,如果感应电流超过某个限度就可能对健康有影响。这里给出估算该感应电流的简单方法,以判断在一定场强下人体感应电流是否超过基本限值。     

物理场在燃煤烟气脱硫脱硝工艺中的应用

综述了高、中、低能量物理场在燃煤烟气脱硫脱硝工艺中的应用。高能量物理场(如高能辐射化学法、微波诱导等离子体法、微波放电法、微波加热法等)通常直接改变脱硫脱硝反应机理;中、低能量物理场包括静电喷射器法、荷电干式喷射器法、磁固定床法、磁流化床法、低温磁性铁基SCR脱硝技术、微波诱导催化还原脱硫脱硝技术等通常改变脱硫脱硝反应的物理过程。烟气脱硫、脱硝效率随物理过程的改进而提高。     

珠海发电厂2号发电机失磁运行原因分析

发电机失磁运行是一种较严重的故障现象。文中分析了珠海发电厂 # 2发电机励磁开关误跳闸及发电机失磁运行的原因 ,指出发电机及励磁设备的保护控制在设计和安装调试方面所暴露的问题 ,并提出改进措施。     

平班水电站电磁干扰计算分析

对水电站电磁干扰源的产生和影响进行详细阐述,具体针对平班水电站的情况进行电磁场干扰的分析。以416m高程的继电保护屏室一中控室为例,进行了详细的计算和分析,提出了合理的改进建议,并计算了改进结果一最后提出水电站电磁干扰的一般性结论和防范措施。     

湖北汉川电厂锅炉受热面泄漏整治

电站锅炉受热面的泄漏,严重影响锅炉的安全运行。通过对汉川电厂300MW锅炉进行模化试验和现场试验研究,提出燃烧器“反切”改造,加装导流板、阻流板及防磨板等改造措施,使锅炉运行的可靠性大大提高,取得了很好的经济效益。