半导体电气传动用铁心电抗器的计算

介绍了半导体电气传动用铁心电抗器的种类，以及无心壳式、无心轭式、无轭心式、带气隙壳式、带气隙心式等结构的特点和电感的计算。还详述了铁心电抗器的优化设计方法。     

基于Ansoft的串联铁心电抗器磁场特性分析

通过有限元方法分析和计算了电容器组用串联铁心电抗器的磁场及电感分布特性。首先,建立了铁心电抗器简化数学分析模型和仿真分析模型;然后,基于Ansoft仿真软件对单相铁心电抗器进行了3D仿真分析;最后,比较了单气隙大小及个数对磁场分布及电感大小的影响,为铁心电抗器电磁吸力分析及减振降噪设计提供了理论基础。     

铁心电抗器气隙边缘效应计算及影响因素EI北大核心CSCD

提出一种用于计算气隙等效导磁面积的方法:用有限元法计算自感,将漏感从仿真所得自感中扣除,再结合主电感理论公式反推出气隙等效导磁面积扩大系数。分析了电感参数及ANSYS计算原理;结合对比文献论证了本方法的优越性;实验和仿真验证了该方法的正确性;定性分析气隙边缘效应的影响因素。研究结果表明:主要影响因素依次为气隙长度、铁心截面积、铁心相对磁导率,且气隙长度起主导作用;气隙等效导磁面积扩大系数与气隙长度呈正比,与铁心截面积和相对磁导率呈反比。本方法有效避免了漏电感的影响,所得结论可为铁心电抗器的设计提供参考依据。     

铁心电抗器气隙边缘效应计算及影响因素

提出一种用于计算气隙等效导磁面积的方法:用有限元法计算自感,将漏感从仿真所得自感中扣除,再结合主电感理论公式反推出气隙等效导磁面积扩大系数。分析了电感参数及ANSYS计算原理;结合对比文献论证了本方法的优越性;实验和仿真验证了该方法的正确性;定性分析气隙边缘效应的影响因素。研究结果表明:主要影响因素依次为气隙长度、铁心截面积、铁心相对磁导率,且气隙长度起主导作用;气隙等效导磁面积扩大系数与气隙长度呈正比,与铁心截面积和相对磁导率呈反比。本方法有效避免了漏电感的影响,所得结论可为铁心电抗器的设计提供参考依据。     

双定子直线感应电机饱和特性分析

基于电磁场理论,提出一种双定子直线感应电机电感饱和特性的理论计算方法。该方法利用简化的多折线来近似实际的铁心磁化曲线,基于该简化磁化曲线,利用磁路法计算了电机的铁心磁阻及气隙磁阻,并将铁心磁阻折算到气隙磁阻中,推导出一种计及铁心磁阻的电机等效饱和气隙表达式,利用该式可方便的计算出电机饱和电感。另外,该文将三维有限元计算和理论解析计算相结合,有效的计及了电机端部线圈对饱和的影响。最后,建立了双定子直线感应电机的耦合饱和模型,并通过实验验证了模型的有效性。     

铁心电抗器设计中气隙取值的分析

基于产品计算和制造实际经验,介绍了一种铁心电抗器设计中气隙数量的取值方法,通过气隙数量的计算分析和对铁饼工艺偏差、气隙排布等情况的分析,得到相对合理的气隙取值。结果表明该取值方法有助于提高铁心电抗器电抗值的一次性合格率和提高生产效率。     

Halbach励磁的无刷无铁心被动补偿脉冲电机设计

设计了一种Halbach永磁阵列励磁无刷无铁心被动补偿脉冲电机。从Halbach永磁阵列的原理入手,介绍了该种电机的结构和特点。采用解析计算方法,求解了气隙磁场泊松方程,得到了气隙磁场解析解。利用有限元数值仿真方法,分析了Halbach磁阵列励磁CPA与普通永磁励磁CPA的气隙电磁场分布,得到了决定电机气隙磁场的部分因素,证明了解析方法的正确性,并反映出该设计的可行性和优越性。     

铁心电抗器损耗的分离方法

铁心电抗器损耗的分离方法魏学立（宁波变压器厂）１．前言带气隙的铁心式电抗器，在设计计算过程中和变压器类似，铁心损耗和线圈损耗等是分别计算的。但在产品测试时，却只能测得一个总的损耗值，它包括所有损耗在内，无法分离。而变压器产品可以通过空载试验和短路试验...     

误差补偿电抗器补偿原理分析及设计验证

误差补偿用电抗器主要用于对供电型电磁式电压互感器负载误差的调节,由于误差补偿用电抗器的阻抗值需要与供电型电磁式电压互感器的一、二次漏阻抗值匹配,要求其具有较高的品质因数(Q值).本文介绍了供电型电压互感器误差补偿原理,分析了不同气隙下铁心电抗器交流电阻值的产生机理,并建立测试系统,对不同气隙长度下的铁心磁滞回线以及其对应的电感值及交流电阻值进行测试,掌握了铁心电抗器技术参数与气隙关系,并采用带气隙铁心电抗器对一台110 kV 60 kVA供电型电压互感器进行补偿.试验结果表明:铁心电抗器的磁路气隙越长,其磁导率越小,相应的交流电阻值和电感值越小,但由于铁心越不容易饱和,具有稳定阻抗值的工作电流动态范围越大.本文采用带气隙铁心电抗器对供电型电压互感器进行误差补偿,补偿结果表明,其误差能够满足0.2级误差限值要求.     

谐振电抗器电磁设计与仿真计算

针对谐振电抗器绝缘水平低、电感线性度要求高且工作电流半波偏置的特点,提出采用基于带不导磁间隙铁心电抗器的电磁设计方案,并根据技术参数要求值进行电磁计算与结构设计,最后利用电抗器仿真计算软件(Shunt Reator Design,SRD)对设计方案的电、磁、热等方面的性能进行数值仿真验证。     

应用数值解析结合法计算旋转电机磁场

采用数值解析结合法计算旋转电机的二维磁场,推导出计及电机极对数时的气隙磁场的解析表达式,并用矢量磁位相等的交界条件连接磁场的数值和解析方程。以一台永磁无刷电机的磁场计算为例,通过与有限元法的计算结果比较,验证了本文方法的正确性和有效性。     

一种计算屏蔽箱体外部辐射场的混合算法

提出一种新的混合算法用以计算屏蔽箱体开口外侧的辐射场。利用时域有限差分法得到箱体开口处电场的切向分量以便确定开口处的等效磁流源,箱体外的辐射场则通过等效磁流源的积分方程获得。通过对箱体外辐射场的验证表明,该混合算法与时域有限差分法和传统混合算法具有相同的计算精度,但需要的计算机内存和计算时间则远小于后两种方法,数学上的处理也比传统混合算法简单。与近场计算量相比,远场的计算量没有明显增加,因此该方法对远场辐射问题尤其有效,具有实际的工程应用价值。     

一种分析双凸极电机非线性磁路的新方法

提出了双凸极电机非线性磁路的简化分析方法,即1/4回路磁通法。该方法可以在任意转子位置、任意励磁电流和电枢电流下求得各支路的磁通。与变网络等效磁路法相比,该方法形成非线性方程组维数少,节省计算时间。与有限元法计算结果和实验结果比较表明该算法具有较高的精度。     

强磁场永磁机构组装过程的动态有限元分析

提出一种外磁场按任意规律变化时,永磁材料特性的数值模拟方法。该方法将Preisach磁滞模型和有限元法相结合,完成对强磁场永磁机构装配过程的动态磁场分析。所提出的方法将永磁材料包括局部回线在内的磁滞特性包含到数学模型中,在合理的假设下,考虑了计及磁滞效应的"旋转磁化"。该方法只需要利用永磁材料的极限磁滞回线即可完成分析计算,避免了采用大量实验统计方法确定传统Preisach磁滞模型的分布函数。通过与传统简化计算方法(电流片等效法)和实验结果的比较,证明了所提方法的有效性。     

基于Maxwell的永磁同步电机特性常数分析

基于磁路法求取电机特性是传统电机设计的一种基本手段。该方法涉及到磁路计算,针对该方法应用在复杂结构或异型结构电机设计时效率较低的问题,本文基于测试发电机法,采用Maxwell 2D和Maxwell circuit editor联合仿真的方法求取外转子永磁同步电机特性常数。样机试验结果表明该方法求取的电机特性常数与真实实验结果基本吻合。反电势常数仿真计算值与磁路法计算值对比,误差小于1%。对于电机性能要求较宽松的设计,可利用该方法代替理论计算求取电机特性,提高电机设计效率。     

Investigation of topology optimization of magnetic circuit using density method

Topology optimization using the density method, which determines the optimal topology by distributing the magnetic material in the design domain, is attractive for designers of magnetic devices, because an initial conceptual design can be obtained. As the number of design variables in the design domain is so huge, a sufficient solution cannot be obtained by using the direct search method. Then, the steepest descent method is adopted to obtain fast convergence. In this paper, some problems in applying the density method to the practical topology optimization are investigated. The accuracy of calculating the sensitivity using the adjoint variable method and the effect of initial material density on the obtained results are examined. The effectiveness of the proposed optimization method is illustrated by applying it to the determination of the optimal topology of a permanent magnet which generates a uniform magnetic field. © 2006 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 155(2): 53–63, 2006; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20259     

开放式磁共振系统中梯度磁场的快速计算方法

梯度线圈是磁共振系统的核心部件之一,其产生的梯度磁场是成像空间定位的物理基础。在开放式磁共振系统中,大量铁磁介质会导致实际梯度磁场偏离设计值,因此需要对实际梯度磁场进行校验。本文针对开放式磁共振的结构特点,提出了一种基于扇环形状单元的积分方程法,可以计算二维/三维模型中的梯度磁场。针对两种常见的开放式磁共振结构,通过将本文方法的计算结果与其他三种方法(直接法、镜像法和有限元法)进行对比,证明了本文方法在保证计算精度的同时,可以大幅减少计算时间,在重复计算和迭代优化中具有显著优势。实验结果证明了该算法具有良好的可靠性。     

基于拓扑优化的单边核磁共振永磁磁体研究

为了在单边核磁共振仪器外产生梯度恒定的磁场，提出利用基于拓扑优化和有限元法的优化设计方法。通过伴随变量法推导出永磁系统中拓扑设计灵敏度的解析表达式，在连续性拓扑灵敏度分析的基础上，利用罚函数法来优化单边核磁共振仪器永磁磁体的磁化方向。数值结果表明，提出的优化方法能使单边核磁共振仪器外产生梯度恒定的磁场。     

Magnetic field analysis of a squirrel cage induction motor considering rotor skew and higher harmonics in the secondary current

This paper describes a method to analyze harmonic magnetic fields of squirrel cage induction motors considering rotor skew and higher harmonics in the secondary current. The proposed method is based on a two‐dimensional finite element method. The rotor skew structure is expressed by multiple 2D finite element mesh models, produced in suitable axial positions, and the magnetic field in each mesh model is calculated by the revised secondary current taking into account the skew effect. The secondary currents, magnetic flux densities, and electromotive forces are calculated by the proposed method. Then the differences between a skewed rotor and a nonskewed rotor are discussed. From the comparison between the calculated and the experimental results, the proposed method is shown to be appropriate and useful for quantitative estimation of harmonic components of induction motors. © 1999 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 129(2): 98–109, 1999     

高速电机磁力轴承-转子系统临界转速的计算

在建立高速电机磁力轴承－转子系统的动力学方程基础上，利用有限元法计算了高速电机转子的临界转速。首先分析了磁力轴承支承刚度及其与系统结构参数以及气隙静态偏置磁通密度的关系，然后基于磁场分析证明磁力轴承对转子的支承是各向同性的，计算了电磁轴承的线性支撑刚度。在此基础上，建立了磁力轴承－转子系统的动力学方程，用有限元法计算了高速电机转子的临界转速。利用该计算方法，设计研制的1台采用磁力轴承的高速电机已成功实现60 000 r/min的运行。