基于ANSYS Workbench的变压器铁芯—绕组振动仿真

为实现对变压器工作状态的实时监测,及时排除故障,需要对变压器铁芯—绕组进行振动仿真,根据振动情况确定最优测点.利用有限元分析法对S13—12500/35型油浸式电力变压器,在夹紧和松动2种状态下,铁芯—绕组的模态特征进行仿真分析,对比夹紧状态下铁芯—绕组振动的幅频特征.仿真结果表明:铁芯—绕组振动最强的位置主要分布在上夹件的中部和下表面左右两侧的4个端角、上铁轭的中部及三相绕组的上部;在正常预紧力下的主要响应频带在300 Hz以上,振幅频谱能量主要集中在100,300~350 Hz附近.本文为变压器振动情况的测点选择和阈值设定提供了理论依据.     

基于多孔铁芯的微型磁通门低功耗技术研究

微型磁通门的功耗主要由最佳激励电流决定,多孔结构铁芯能够减小微型磁通门传感器的最佳激励电流,从而有效降低功耗。采用Magnet有限元仿真软件,建模分析多孔结构铁芯对微型磁通门最佳激励电流的影响,并总结了相关规律,结合MEMS的工艺,对孔的尺寸做出了设计。将实测结果和仿真结果进行对比,验证了这一规律的有效性,从而能够较好的估算孔的尺寸对最佳激励电流的影响,为模型的进一步完善和微型磁通门的结构设计提供理论和实验依据。     

雷达侦察设备功能仿真数学模型

雷达侦察设备功能仿真是雷达对抗仿真中的基础并且是一门不断发展的仿真技术。该文在分析了目前存在的雷达侦察设备仿真模型不足的基础上，根据具体的应用环境，从工程应用的角度出发提出了一套简单实用的雷达侦察设备功能仿真的数学模型。该模型主要针对侦察设备的截获能力、测量能力和识别能力等功能／性能进行分析建模，共设计了雷达侦察设备噪声仿真模型、测量性能仿真模型、截获能力仿真模型和辐射源识别能力仿真模型四种模型。该仿真模型在基于HLA的雷达侦察设备仿真成员中得到了有效的验证和使用，为相关设计提供了有益的参考。     

铁芯参数对磁通门输入输出特性影响分析

针对磁通门需要什么参数的软磁铁芯的问题,在分析磁通门数学模型基础上,得出了正弦激励条件下磁通门的最佳激励磁场为铁芯饱和磁场强度的槡2倍;以带磁滞的双曲正切函数拟合软磁材料磁滞回线,分析了饱和磁感应强度、饱和磁场强度、矫顽力、矩形比和退磁系数对输出二次谐波幅值和激励电流的影响,得出高灵敏度磁通门铁芯应具有高磁导率和矩形比,低饱和磁场强度、矫顽力和退磁系数;低功耗磁通门铁芯应具有高磁导率,适当的矩形比,低饱和磁感应强度、饱和磁场强度、矫顽力和退磁系数;最后通过对比两组六种不同铁芯的磁滞回线和双铁芯磁通门输入输出特性,验证了以上结论的正确性。     

小型Tesla变压器线圈参数仿真及应用

为了提高变压器的研制效率,方便其工作状态的分析,运用ANSYS软件进行小型Tesla变压器的建模仿真.将仿真计算数据与相应的实验测量结果进行对比分析,验证仿真所得的电感、电容等参数的可靠性,并在仿真计算的基础上,根据Tesla变压器的数学模型计算出变压器输出电压波形,与实际测量的结果相比较,基本吻合,实现了变压器由结构模型到输出波形的模拟计算.     

基于Saber的飞机动力系统仿真

针对飞机动力系统的性能检测还是传统的人工检测手段,以工程应用需求及其提供的试验数据为依据,结合Saber仿真软件的特点,利用基于实验数据、基于原理图等建模方法,并依据不同的建模方法建立了由电气负载模型与控制模型组成的飞机动力系统混合信号模型.通过实验验证了整个系统模型,实验结果表明了该系统模型的准确性、有效性和实用性.仿真结果与试验对比,仿真结果较真实地反映了动力系统相关参数的动态变化过程,仿真系统的收敛性强,为大系统的仿真应用提供了有益参考.     

基于不同网格密度的齿轮强度仿真

对齿轮强度的精确仿真和分析是齿轮优化设计和参数反求的前提。采用的参数化建模方法,创建了精确的轮齿几何模型。在对两类网格模型仿真结果对比分析的基础上,论述了消除舍入误差的必要性。在消除模型舍入误差的条件下,分别对不同网格密度等级的齿轮模型的齿面变形、齿根应力及分布进行数值仿真。对照经验公式的计算结果,进行误差分析,并得出了如下结论:网格的密度等级对齿面最大变形的仿真结果有较大的影响;而对齿面平均变形、总变形和齿根应力影响甚微。     

基于DNI的变压器铁芯制造系统综合健康管理

对称三角形圆截面卷铁芯三相配电变压器铁芯的生产制造系统,是一个自动化程度极高的复杂动态系统,个别部件故障常常会引起链式反应,导致整个系统不能正常运行。本文提出复杂系统综合健康管理技术,运用分布式网络智能技术,结合分布式专家系统和计算机网络的相关知识,构造变压器铁芯制造系统的综合健康管理体系,使卷铁芯变压器铁芯的制造系统能够安全、可靠、高效地运转。     

基于OPNET的Email流量建模研究及仿真

网络仿真是一种全新的网络规划、设计和分析技术,它能够验证实际方案的有效性和比较多个不同的设计方案,为网络的规划设计提供可靠的定量依据。针对网络仿真中的关键问题—流量仿真与建模,对网络仿真软件OPNET的流量建模机制进行了研究分析,并就网络仿真中Email业务前景流量数学模型的建立做了研究,最后基于OPNET平台对仿真模型进行了仿真验证。     

基于FBG传感器的变压器振动信号检测与分析

为了早期发现电力变压器的振动故障问题,需要选择有效位置对变压器的振动状态进行检测.针对电力变压器铁芯-绕组振动特性,通过有限元分析,仿真得到铁芯-绕组测点位置.以型号为S13-12500/35型油浸式无励磁调压35 kV电力变压器为试验对象,将光纤Bragg光栅(FBG)振动传感器安装于铁芯-绕组的测点位置,对不同负载下变压器振动信号进行检测与频谱分析,结果表明:变压器振动信号频率集中在100 Hz及其倍频处;在80％,90％,100％负载下,幅频信号100 Hz处的振动幅值随着变压器负载的增大而增大.     

基于矩形线圈水平分量磁场分析的脉冲漏磁检测研究

针对铁磁性材料金属的缺陷检测,提出了一种基于矩形线圈水平分量磁场分析的检测方法.在涡流和漏磁理论基础上,建立了矩形激励线圈检测仿真模型.仿真表明:矩形线圈的下方水平磁场平整,当线圈轴线与缺陷方向垂直时,线圈底部水平分量的磁场与缺陷形成90°夹角.在铁磁性金属材料中,铁和空气介质处相对磁导率不一致导致磁场的偏转,产生了较强的漏磁场.在非铁磁性金属中,磁感线在缺陷处分布较为平滑,并不存在漏磁现象.搭建了检测平台,并分别在缺陷边缘和上部放置了Hall和GMR巨磁阻传感器进行检测.实验结果表明:在铁板表面,z分量磁场是涡流场和漏磁场的矢量叠加,磁场强,但与缺陷深度并没有线性关系;x分量磁场是单一的漏磁场,与缺陷深度存在线性关系,可以对缺陷进行定量分析.     

铁磁构件局部缺陷漏磁模型与实验验证

根据矩形槽磁偶极子分析模型,结合圆柱铁磁金属构件的几何特征,建立了圆柱铁磁构件的漏磁场分析模型;针对圆柱铁磁构件表面任意探测点,从理论上给出了地磁场、构件母体磁场和局部缺陷产生的漏磁场数学解析表达式;对圆柱铁磁构件的漏磁模型进行软件仿真研究,并利用实验室漏磁检测装置对有明显局部缺陷区域的圆柱铁磁构件进行了测试;最后对软...     

A low power micro fluxgate sensor with improved magnetic core

The influence of an improved magnetic core on the micro fluxgate sensor about sensitivity and power consumption is investigated and discussed in this paper. We have fabricated the micro solenoid fluxgate sensors based on the MEMS technologies, with the electroplating permalloy cores, which are easy to process and used in common; and the amorphous soft magnetic ribbon cores, which have better soft magnetic performances but be hard to be integrated, respectively. Four magnetic core structures are designed, including rectangular structure, unequal width rectangular structure, multi rectangular ring structure and spiral structure. Spiral structure can improve the performances of the fluxgate sensor significantly, both sensitivity and power consumption. The micro fluxgate sensors with the amorphous soft magnetic ribbon cores are promoted in all aspects than those with the electroplating permalloy cores, including ultra low power consumption of 2.4 mW with unequal width rectangular structure, and high sensitivity of 118 V/T with rectangular structure in wide linear range of 0–800 μT.     

电力变压器局部放电超高频检测仿真分析

局部放电作为变压器的常见故障,若能及时发现处理并将其恢复到正常运行状态,将大大减少损失,提高供电可靠性。本文通过超高频检测法与时域有限差分法,分析了局部放电引起的超高频电磁波在变压器箱体中的传播特性,以及变压器箱体结构和铁芯绕组对电磁波信号的传播影响。在软件XFDTD上对局部放电辐射的电磁波在变压器内部的传播情况进行仿真,预测障碍物引起的PD信号到达时延,计算其与理论时延的差值,以此来评估对变压器PD定位精度的影响,并对其进行分析。仿真结果显示,从两个模型输出的数据结果中发现,在障碍物的存在下,引入的PD信号到达会出现估计微分时延。结论为变压器箱体对电磁波有衰减作用,所以传感器应放置于变压器内部;铁芯对电磁波也有畸变与衰减作用。     

基于Magnet-MATLAB的微型磁通门联合仿真研究

针对Magnet在微型磁通门仿真分析时时间过长的问题,提出了一种将Magnet与MATLAB联合进行仿真分析的方法.基于Magnet建立磁通门探头3D模型,经仿真计算,得到被测磁场对应的感应线圈磁通;联合MATLAB将得到的感应线圈磁通转换为等效的小电流,经与激励电流叠加后,通过软件Flux提供的公式分别计算出受被测磁场影响下感应线圈磁通的变化情况;总磁通对时间求导,获得感生电压.在微型跑道型铁芯磁通门条件下,通过对Magnet仿真与Magnet-MATLAB联合仿真的计算结果比较表明:当外磁场小于5 μT时,2种仿真磁通门输出信号最为接近;与对全模型采用Magnet仿真计算用时超过30 h相比,联合仿真计算时间大幅减小,不超过10 min.     

Transient model of induction machine using rotating magnetic field approach

Most simulation models of electric machines use the coupled circuit approach, where the machine is considered as an electric circuit element with time-varying inductances (abc model) or with constant inductances (dq0 model). On the other hand, the rotating magnetic field approach, which considers the electric machine as two groups of windings producing rotating magnetic fields and can give insight into internal phenomena of the machines, has not yet received much attention in electric machines modeling, especially for machine transient analysis. Based on the rotating magnetic field approach, this paper presents a transient model of the induction machine including main flux saturation effect. Based on the direct computation of the magnetizing fluxes of all machine windings, the model represents instantaneous main flux saturation by simply introducing a main flux saturation factor. No iteration process is involved to incorporate the saturation effects. The model combines the advantages of the dq0 and abc models advantages, such as rapid computation time and nonsymmetrical conditions simulation, respectively. The simulation results and the experimental tests show advantages and verification of the model.     

PDE Toolbox和最小二乘法在导热问题中的应用

设计金属加热的控制策略,首先要获得金属导热体的开环系统模型.针对一个带有矩形孔的金属薄板上的热传导问题,采用PDE Toolbox进行求解和仿真,并用最小二乘方法进行热传导系统的建模与仿真,以获得模型中的参数.将此参数与求解微分方程方法所得到的数据进行对比,结果表明,采用最小二乘法可以更清楚地了解金属板的外部特性,并获得输入输出信号的差分方程,而求解微分方程的方法则显示了金属板的内部特性,两种方法是等效的.     

Control of DC–DC power converters in the presence of coil magnetic saturation

Engineers generally design control for power converters based on standard models that assume the involved passive components to be linear. In reality, the magnetic characteristics of these components are nonlinear (especially in the presence of large magnetic flux density in the ferromagnetic core). This nonlinearity, which is of the saturation type, is particularly pronounced in higher power coils. Therefore, a controller obtained from the standard models may not achieve the performance it is designed for under operational conditions where the nonlinearity of the components is not negligible. In this paper, the authors investigate the effect of coil magnetic saturation for certain converters is investigated. It is shown that the control performances actually deteriorate if such a feature is not accounted for in the converter modeling. A solution that explicitly accounts for the nonlinearity of coil characteristics is developed for two converters.     

V/V接线牵引变压器励磁涌流建模及特征分析

励磁涌流不仅易导致变压器差动保护误动作,甚至损坏绕组。针对V/V接线牵引变压器空载合闸或外部故障切除恢复供电时会在一次侧产生较大励磁涌流问题,分析了励磁涌流产生的机理以及影响因素。研究发现励磁涌流与合闸初相角、剩磁以及铁芯饱和特性密切相关。利用Matlab软件对牵引变压器合闸涌流进行仿真验证,计算分析结果与理论分析一致,为励磁涌流的识别、抑制以及差动保护优化设计提供了基础。     

Spatial and field resolution of wire-wound fluxgates in magnetic dipole fields

We have enhanced the field and the spatial resolution of fluxgate magnetometers to measure magnetic dipole fields. With finite element simulations, we studied the flux distribution in the racetrack shaped core of a reference fluxgate magnetometer that was optimized for low noise performance in homogeneous fields. The influence of core length and thickness on the spatial and the field resolution was analyzed. The simulation was used to optimize the size and the location of the detection coil. The performance of new fabricated fluxgates was measured in homogeneous fields and compared with their measurement capabilities in dipole fields. Parameters of interest were the sideband detection signal, the signal-to-noise ratio, the detection limit and the spatial resolution by means of the point spread function. Despite higher noise levels in homogeneous fields, it was found that the field and the spatial resolution in dipole fields can be improved by optimizing the geometry of the core and the detection coil, but both parameters cannot be optimized independently.