线性涡流场有限元法的误差分析

本文以一个典型二维涡流场问题作为计算实例,分析了■有限元法求解线性涡流场时产生离散误差的主要因素.为了得到较高的磁密计算精度,文内分析比较了几种计算方法,得出精度较高而无需增加计算机内存的一种混合解法.     

超导同步发电机负序涡流场的研究

本文从场—路—场观点出发,提出了一整套用于分析超导电机不对称运行的具有实用意义的分析方法。首先通过引入表征矢量磁位和标量电位相组合的简化矢量位,取其共轭变分为权函数,提出了一种求解三维行波涡流场的有限元法,有效地解决了考虑屏蔽层作用但忽略励磁绕组涡流效应的涡流场计算问题。接着为了计及不对称集中励磁绕组中的涡流效应,导出了能反映实际物理状态的负序运行等值电路,得到了各绕组的负序电流。再根据前面场和路的分析结果找出与各绕组负序电流分量所对应的场量,就可得到能同时考虑屏蔽层和励磁绕组作用的负序涡流场。应用上述方法分析了一台400KVA 超导同步发电机的负序涡流场。求取了阻尼屏蔽层的涡流分布及其电功率损耗和整个场域的负序磁场分布以及阻尼屏蔽层对负序磁场的屏蔽效果等结果。     

盘式永磁涡流驱动器的涡流软测量方法

针对永磁涡流驱动器导体盘在工作状态时无法直接测量涡流的问题,提出一种涡流软测量的方法。建立永磁涡流驱动器的解析计算二维模型,引入矢量磁位构建偏微分方程组,借助各层的边界条件,得到了导体铜盘涡流的解析解,从而得到导体铜盘上的涡流分布规律。采用该模型,永磁涡流驱动器在运行过程中所产生的涡流密度可以通过转差速度和气隙宽度的测量结果计算得到。之后应用涡流软测量模型,分析导体盘涡流密度大小随气隙宽度和转差速度变化的变化规律。所有计算得到的软测量结果都进行了基于有限元法的仿真验证。结果表明,涡流解析计算有较好的准确性,该软测量模型的结果平均误差约为2%,为永磁涡流驱动器运行过程中涡流的计算和产品优化设计提供了重要依据。     

三维涡流场有限元研究及其在远场涡流检测中的应用

在远场涡流机理研究中三维有限元分析一直是一个重点和难点之一，至今尚未得到较好解决。为此本文从电磁场有限元出发提出了Ａ，Ｖ－Ａ－算法和子结构一波阵法，并在此基础上进行了数值仿真，结果较令人满意。本研究对于远场涡流技术的实际应用具有积极意义和一定的参考价值。     

高速永磁涡轮发电机二维饱和涡流场的分析与计算

将弹载电源ＷＦ－１１涡轮发电机考虑为一个二维饱和涡流场的计算问题，用有限元法对该电机的空载和负载电压进行了计算，并对该对电机中所使用的永磁材料进行了适当讨论，提出了材料更新的设想，分析了用ＮｄＦｅＢ替代Ａ１ＮｉＣｏ５－３的利弊，从而为该电机性能得以进一步改善提供了一些可行性分析。并在计算的基础上将原电机所用的永磁材料缩短了５ｍｍ，在满足性能的要求下，达到了节材的目的，获得了较大的经济效益。     

采用复式激励的新型远场涡流探头

传统的远场涡流探头其信号幅度低。长度长、检测扫描速度低和激励功率大等突出弱点限制了它的开发应用。远场涡流现象机理研究的新发展，给新型探头的设计与改进提供了理论依据。在激励线圈和检测线圈之间增加一个辅助激励线圈，改变了激励线圈附近的能量流分布规律，是实现向激励线圈移近“二次穿透”区的有效方法。计算和实验都表明复式激励远场涡流探头极大地改善了探头特性。     

变压器铁芯三维非线性涡流及其损耗的分析计算

本文采用有限元法和二次细分扩大计算方法,研究变压器铁芯内三非线性涡流的计算,并以Ｓ７－６３０／１０型变压器为例,分析计算了铁芯涡流场及铁芯损耗,且与实测值进行了比较 。     

空心电抗器涡流场的B样条有限元数值分析

本文从微分－积分型的数学模型出发，采用Ｂ样条有限元法，分析了具有多股并联导线结构的空心电抗器涡流场分布。从而在计及其载流线匝内趋肤和邻近效应的基础上，就电抗器设计、运行所涉及的涡流损耗、热源分布和有效电阻、电感等电磁参数的数值计算，构造了较理想的计算机辅助设计和分析的工程算法。     

涡流电磁场分析软件ECD2的研制

本文介绍了电磁装置涡流电磁场的分析软件ECD2的设计思想和结构功能。该软件应用有限元法，适用于具有平面求解域的二维或“二维半”涡流电磁场的边值问题，具有较强的前后处理和图形功能，可在386以上的微机上运行。     

远场涡流检测中的缺陷快速重构技术

远场涡流缺陷重构属于电磁逆问题范畴。针对以往缺陷重构方法中普遍存在的计算时间长或需要大量训练样本的缺点，提出一种基于相似模型和遗传算法的缺陷快速重构方法，分析非轴对称缺陷与轴对称缺陷之间存在的相似模型，并利用集肤深度公式推导出两者之间的缩比因子，从而将耗时巨大的缺陷重构问题转换为二维轴对称情况下的计算问题；同时为进一步缩短重构时间，提出一种加快遗传算法收敛速度的方法。计算结果表明，基于相似模型和遗传算法的缺陷重构方法，在确保重构精度的基础上，可将重构所需总时间缩短至直接利用三维有限元方法重构时的7.6%左右。     

二维涡流分析的多极理论

求文从齐Helmholtz方程的积分解出发，推导出二维涡流分析的多极理论通解及其使用规则，给出多极理论和广义多树技术的最佳运用范围。这种方法也可用于求解一维非齐次Helmholtz方程边值问题。     

三维瞬态涡流场的全 H 棱边有限元边界元耦合算法研究

提出了求解三维瞬态涡流场的一种新方法———全Ｈ棱边有限元边界元耦合法。即在涡流区以磁场强度Ｈ为求解变量用棱边有限元法离散，在非涡流区以Ｈ为求解变量用棱边边界元法离散，在这两个区域的交界面上进行耦合，充分发挥了有限元法和边界元法的各自优点。棱边元的应用使两种方法在交界面上的耦合显得很简单，最后用这种方法计算了ＴＥＡＭＷＯＲＫＳＨＯＰ问题７，计算结果符合实测情况。     

高压自耦变压器的涡流损耗计算与屏蔽措施

为应对大型电力变压器漏磁场及杂散损耗问题,采用三维非线性涡流场有限元分析方法,以1台高压自耦变压器为研究对象,引入B-H曲线来描述非线性材料的磁特性,对变压器结构件进行了漏磁场及涡流损耗计算。采用屏蔽措施之前,油箱及夹件等结构件涡流损耗及涡流损耗密度较大,容易引起局部过热问题并且影响变压器正常运行。通过进一步分析,给出了油箱磁屏蔽、夹件L型磁屏蔽和肺叶式磁屏蔽等降低杂散损耗的措施,以及多种屏蔽形式对漏磁场及结构件涡流损耗的影响。结果表明对电力变压器油箱、夹件等结构件采取合理的磁屏蔽措施能够有效地降低杂散损耗并消除热点,不同屏蔽形式对其周围结构件涡流损耗及漏磁场具有不同影响。     

大型汽轮发电机端部三维瞬态涡流场数值分析

本用棱边有限元－边界元耦合法分析计算了大型汽轮发电机端部三维瞬态涡流电磁场。得到了三相空载突然短路情况下端部结构件（铜屏蔽，转子护环等）中的瞬态涡流分布。计算结果能为端部结构的设计提供一定的依据。     

二维时变电磁场问题中涡流的约束

对于二维正弦电磁场问题,由于电源电流密度是一个未知的复常数,加上边界条件中向量磁位不易给定,因此需要对载流导体中的总电流进行约束,才能得到磁密和电密的唯一、正确解.本文对二维积分方程法和有限元法中涡流的约束方法进行了研究.对有限元法,根据问题的性质,又分成给定电流的多导体系统,串联约束和并联约束等三种情况,对每种情况都给出了定解方程和相应的离散格式.     

异步电机斜槽转子三维涡流场计算

本文根据异步电机转子结构的周期性和电磁场变化的规律，提出了一种计算斜槽转子横向电流的三维场模型，这种模型既保持了较高的计算精度，又简化了计算工作量，其求解区域仅为一个齿距，采用有限元法，成功地处理了媒质的各向异性，接触电阻及齿距边界条件，计算了横向电流的分布以及由此引起的附加损耗，附加损耗的计算结果与实测结果相符，精度符合工程要求。     

改进子结构技术分析三维工程涡流场

提出改进子结构技术，旨在有效地进行三维工程涡流场的有限元分析。该技术的特点在于它可将庞大的求解场域分割成若干子结构，通过交接面矩阵实现整个场域的求解，并将非线性迭代区域限制在非线性区域，从而大大降低计算机内存需求和计算时间。对ＴＥＡＭ２１问题的计算表明该技术有广泛工程应用前景。