电器电磁系统三维非线性瞬态磁场的研究与计算(Ⅰ)

首次以有限元理论为基础,对电器电磁系统中普遍存在的具有机械运动耦合的三维非线性瞬态磁场进行了理论上、物理与数学模型、算法与程序实现、计算与实验验证的研究与工作,并取得了令人满意的结果.     

电器电磁系统三维非线性瞬态磁场的研究与计算（I）

首次以有限元理为基础，对电器电磁系统中普编存在的具有机械运动耦合的非维非线性态磁场进行了理论上，物理与数学模型，算法与程序实现，计算与实验验证的研究与工作，并取得了令人满意的结果。     

三维非线性磁场计算中不同算子方程的研究

本文证明了在二维非线性磁场情况下,二种算子方程和是等价的,但后者不能推广应用于三维非线性情况.本文还证明了即使对μ采用分片线性化的处理方法,从有限元离散过程中可以发现,离散后产生的面积分项不能象离散后的面积分项互相抵消,不加处理会在单元交界面上产生的错误.所以,是三维非线性磁场计算的基本方程.     

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。     

微机械电磁继电器三维磁场分析及其电磁系统优化设计

基于微机电系统(MEMS)技术研制的微型继电器具有体积小、功耗低、开关迅速、稳定性高等优势，将有效弥补传统电磁继电器和固态继电器之间的不足。其三维磁场分析是电磁系统优化设计的基础。文中应用毕奥-萨伐尔定律和积分方程法，分析了微机械电磁继电器磁场分布特性，计算结果与有限元法结果进行比较，表明所用方法对于微机械电磁继电器三维恒定磁场的分析是可行的。基于已有模型的结构特点设计了电磁系统的改进方案，通过分析比较活动电极电磁吸力的分布规律，确定了中心平面线圈结构设计方案将更加合理。结合线圈圈数、激励电流与电磁吸力之间的关系，完成了电磁系统的优化设计。所得结论对于微机械电磁继电器的设计具有一定的理论意义与实用价值。     

瞬态弱磁场测量系统的研究

为评估变电站内瞬态电磁干扰对保护和控制设备的影响及所用防护措施对干扰抑制的效果,须测试分析瞬态干扰,故而开发了一套频率范围0.1～100MHz,幅值范围0.005～50A/m的瞬态弱磁场测量系统,并在电磁脉冲模拟器下进行了初步标定。实验结果表明该测量系统满足瞬态弱磁场测量的要求。     

电器电磁系统新的设计方法研究

本文叙述了电器电磁系统设计工作的重要性,讨论了电器电磁系统可靠性设计的基本概念与步骤,还讨论了电器电磁系统优化设计的数学模型与优化方法,在此基础上,提出了将两者结合起来进行电器电磁系统设计的一种新方法。     

直流电机非线性磁场的数值计算

旋转电机内的磁场分布,由于边界和电机内部形状(凸极、开槽)的复杂性,加上铁芯材料的非线性,利用解析法来求解常常是不可能的.过去,常常采用一些简化的办法来解决一些比较简单的实际问题;例如把磁场问题简化为磁路问题来计算空载时的励磁安匝,或者不计齿槽、不计饱和的影响来研究铁芯和气隙内的磁场分布等等.这样     

成套电器三维设计系统的研究与实现

本文以AntoCAD R12/Win为平台,完成了成套电器三维设计系统ELE3DCAD.它利用AutoCAD SQL的程序接口ASI,把Foxpro/Win编制成的外部数据库与AntoCAD的图形数据库联系起来.ELE3DCAD基于AutoCAD AME,是一种实体造型的三维设计系统.该系统可得到任意角度的视图和任意多个剖切平面下的剖视图,可对电气元件进行空间碰撞检测和电气间隙检查.     

成套电器三维设计系统的研究与现状

本文以ＡｕｔｏＣＡＤＲ１２／Ｗｉｎ为平台，完成了成套电器三维设计系统ＥＬＥ３ＤＣＡＤ，它利用ＡｕｔｏＣＡＤＳＱＬ的程序接口ＡＳＩ，把Ｆｏｘｐｒｏ／Ｗｉｎ编制成的外部数据库与ＡｕｔｏＣＡＤ的图形数据库联系起来，ＥＬＥ３ＤＣＡＤ基于ＡｕｔｏＣＡＤＡＭＥ，是一种实体造型的三维设计系统，该系统可得到任意角度的视图和任意多个剖切平面下的剖视图，可对电气元件进行空间碰撞检测和电气间隙检查。     

电压源励磁下非线性电磁机构瞬态过程的研究

本文通过推导连续域下的磁通链的积分表达式,建立了电压源励磁下非线性瞬态场的数学模型——微分—积分方程。通过有限元法与积分方程法耦合,得出了求解电压源励磁下非线性瞬态磁场的直接求解方法。该方法进一步同磁场中媒质的机械运动问题相耦合,从而求解电压源励磁下,考虑导电媒质中的涡流,铁磁材料非线性及媒质机械运动等条件下的瞬态过程问题,并编制了二维及轴对称场的计算程序。文中以螺管电磁铁为实例,实验结果与计算结果比较吻合。     

汽轮发电机绕组端部电动力的三维计算(续)——(Ⅱ)实例计算

1 端部计算模型考虑到汽轮发电机的端部比较复杂,为得到计算模型,特作如下简化: (1)忽略定转子铁心长度上的差异,而认为两者的端面对齐,构成一个磁镜面。 (2)把转轴端部等效为一根等直径的轴,忽略其半径在端部各段上的差异。 (3)气隙部分的磁压降用气隙回转电流代替,因而计算域中满足了电流的连续性。     

非线性瞬态磁场的研究及其在圆筒型直线感应电机瞬态分析中的应用

从麦克斯韦方程出发,推导出了以磁感应强度为未知量的涡流场方程及其有限元方程。给出了通用形式时步离散差分格式。采用电流耦合法,推导出了电压源激励下通用形式的非线性时步有限元方程。对筒式复合次级圆筒型直线感应电机瞬态特性进行了计算分析,对其瞬态气隙磁场进行了研究。计算值与测试值的一致性证明了本文理论的正确性。     

非线性瞬态磁场的研究及其在圆筒型直线感应电机瞬态分析中的应用

从麦克斯韦方程出发，推导出了以磁感应强度为未知量的涡流场方程及其有限元方程。给出了通用形式时步离散差分格式。采用电流耦合法，推导出了电压源激励下通用形式的非线性时步有限元方程。对筒式复合次级圆筒型直线感应电机瞬态特性进行了计算分析，对其瞬态气隙磁场进行了研究。计算值与测试值的一致性证明了本文理论的正确性。     

用标量位计算三维恒定磁场的一种新方法(摘要)

磁场是一种有旋无散场,一般只能用矢量位A来计算,在三维场中对A作数值求解时其计算费用昂贵,因此人们不断地寻求用一个标量位来计算三维有旋场的计算方法。要用标量位来计算有旋场,就需要对作为旋度源的分布电流作特殊处理,本文提出的处理方法是基于以下的基本概念:一个分布磁偶极子区域(例如一块磁钢)所产生的磁场,可以用等效的面电流     

基于磁阻传感器的三维瞬态磁场记录仪的研制

随着智能变电站的发展,变电站二次设备的瞬态电磁干扰问题越来越引起人们的关注。为了研究变电站开关操作时的瞬态磁场,本文基于各向异性磁阻(AMR)传感器研制了一套高速大容量三维瞬态磁场记录仪。该仪器测量频带为DC-5MHz,动态范围20m Gs到6Gs,线性度大于97%,测量误差小于3%,存储深度大于50ms。测试和现场应用表明,该瞬态磁场记录仪在动态范围、线性度和抗电磁干扰性能等方面,基本满足变电站瞬态磁场测量要求,各项指标均达到设计要求。     

永磁电磁混合Halbach阵列空间磁场三维解析计算及参数分析

针对永磁电动悬浮系统Halbach阵列产生的空间磁场不可控,导致系统受到外界干扰时容易发生振荡而不能快速稳定悬浮,研究一种永磁电磁混合Halbach阵列.通过在永磁体表面缠绕有源常导线圈实现对Halbach阵列空间磁场的调节控制.分别利用解析法和有限元法对永磁电磁混合Halbach阵列空间三维磁场进行计算,并对其线圈参数对空间磁场的影响进行分析.结果显示:随着线圈所占宽度的减小或线圈电流从-6 A/mm2增大到6 A/mm2时,永磁电磁混合Halbach阵列空间磁场幅值均近似线性增大,且越接近于永磁Halbach阵列空间磁场幅值;当通入±6 A/mm2的线圈电流时,在线圈所占宽度为阵列模块宽度的20％及30％情况下,与电流为0时磁场相比,可分别使空间磁场幅值达到±9％和±13％的调节范围.     

电流互感器三维磁场分析与互感计算

用三维有限元方法分析计算了几类电流互感器的三维磁场和互感系数.采用有限元商用软件包Ansoft,基于能量摄动法计算得到罗氏线圈、含线性铁心电流互感器以及含非线性铁心电流互感器在不同参数下的互感系数,并进一步分析得到其变化规律.该方法简单易行,可用于计算规则、不规则形状电流互感器电感参数.对于圆形和矩形罗氏线圈,有限元法...     

基于三维有限元的直流接触器电磁系统特性计算

基于三维有限元的思想,对直流接触器电磁系统的温度场和动、静特性进行了计算与分析.通过对ANSYS进行二次开发,分析了接触器的温度场与磁场,在磁场计算的基础上,求解电磁系统动态特性微分方程,描绘了动态特性曲线.特性分析的所有操作都集成于所开发的软件中.