大型铝电解槽三维电磁场的数值模拟

对实际铝电解槽在合理假设的基础上 ,建立了计算槽内熔体电流分布的三维有限元模型 ,计算了槽内电流密度分布。据此建立了计算槽内熔体电流产生的三维磁场的有限元模型 ,得到了槽内的磁场分布图。采用标量位法建立了本槽槽周母线和邻槽电流在本槽产生的磁场的三维有限元模型 ,计算了它们在本槽产生的磁场的分布情况 ,最后得到了本槽实际磁场分布结果。通过一实例计算并和实测结果比较可知 ,本文的计算方法获得了比较好的计算结果     

小开口磁器件内通电悬丝形变有限元分析方法

针对测量小开口磁器件磁场的脉冲悬丝法无法建立三维磁场中悬丝形变解析推导以及无法应用于磁场结构设计优化的问题,依据磁场中通电悬丝运动的基本原理,提出基于有限元的永磁器件结构参数和磁场分布改变的通电悬丝形变分析方法.建立磁件-悬丝系统的电流场、磁场、应力场三维耦合仿真模型,用耦合场有限元计算替代近似的解析求解,对不同永磁磁...     

混合式步进电动机的三维有限元分析

研究三维非线性静磁场的数值解，采用矢量位对３９ＢＹＧ０１型混合式步进电动机进行了三维静磁场的分析计算，并推导出三维非线性静磁场的周期边界条件及其数学模型，编制了三维有限元软件包。为了在微机上解决三维问题，提出了波阵法技术。     

非晶纳米晶可控电抗器三维磁场分析

采用有限元软件Magnet对单相非晶纳米晶可控电抗器进行了三维有限元仿真。通过建立三维简化模型、对其在不同电压下进行三维时谐场分析,获取了控制特性数据及三维磁场分布。仿真与实验结果表明,磁场分布的数值计算与控制特性的实验相符合。该方法有助于精确了解非晶纳米晶可控电抗器的内部磁场分布和控制特性,对电抗器的工程设计与运行分析具有有益的理论指导与实践参考价值。     

新型横向磁场电机的标量磁位三维磁场分析与参数计算

提出了一种新型横向磁场电机(TFM),定子采用E型铁心,可以大大降低加工难度和制造成本。但是,该电机磁路复杂,需采用三维场场进行分析。在三维有限元磁场中,如果对电流区域进行适当处理,采用标量磁位进行分析,与采用矢量磁位相比,可大大提高计算速度。对电流区域在三维磁场计算中的处理方法进行了推导,根据所推导的原理编制三维有限元软件,利用该软件对样机磁场进行计算。试验结果表明了该方法的正确性。     

基于能量摄动法的变压器短路阻抗有限元计算

变压器短路电抗的计算方法中,基于二维有限元的漏磁场模型不能反映实际的变压器结构,鉴于此,本文采用了三维有限元模型,考虑了变压器铁心材料非线性,并根据变压器结构在几何上的对称性,在分析三维漏磁场时取1/4建立有限元模型.磁场后处理中,采用能量摄动法计算了变压器的短路阻抗,短路阻抗计算值与实验数据进行了比较,结果令人满意.     

三维非线性磁场的标量磁位描述

阐述由简化标量位，双标量位和差场标量位描述的三维非线性磁场的边值问题，并对各种标量位法进行比较。文中首次给出三维非线性各向导性磁场的差场标量位数学模型，目的在于为三维磁场的有限元计算提供模型。     

新型横向磁场电机的标量磁位三维磁场分析与参数计算

提出了一种新型横向磁场电机（TFM），定子采用E型铁心，可以大大降低加工难度和制造成本。但是，该电机磁路复杂，需采用三维场场进行分析。在三维有限元磁场中，如果对电流区域进行适当处理，采用标量磁位进行分析，与采用矢量磁位相比，可大大提高计算速度。对电流区域在三维磁场计算中的处理方法进行了推导，根据所推导的原理编制三维有限元软件，利用该软件对样机磁场进行计算。试验结果表明了该方法的正确性。     

无轭分块电枢轴向磁场永磁电机的二维等效有限元模型分析与验证

无轭分块电枢轴向磁场永磁电机具有高的功率密度和效率,被广泛应用于电动汽车当中。通常情况下,无轭分块电枢轴向磁场永磁电机需要用三维有限元的方法进行分析,然而三维有限元法耗时较长,不利于电机的初始分析。为了节省电机的计算时间同时保证一定的精度,提出一种将三维结构的无轭分块电枢轴向磁场永磁电机转化为二维结构的无轭分块电枢等效直线永磁电机的方法,基于该方法,电机的性能可以通过二维有限元进行计算,该等效模型的精确性通过对比三维有限元的计算结果和实验结果进行了验证。     

用矢量磁位计算三维磁场问题的有限元程序自动生成的研究

本文运用最新发展起来的有限元语言和有限元程序自动生成技术生成了解三维磁场问题所需要的ＦＯＲＴＲＡＮ有限元程序系统,在此矢量磁位被用来作为磁场的描述函数。     

盘式开关磁阻电机临界重叠位置磁化曲线计算

针对三维有限元方法分析轴向磁场盘式开关磁阻电机时计算机配置要求高、耗时长及不适于电机的优化设计和基于定转子极中心线对齐位置和定子极中心线和转子槽中心线对齐位置这两个关键位置的磁路法计算精确度不高等问题,对转子齿前沿和定子齿前沿重叠位置即临界重叠位置处磁化曲线进行解析计算.利用三相6/4极和12/8极轴向磁场盘式开关磁阻电机的有限元仿真结果及磁阻最小原理划分该位置处磁链并进行计算,推导出该种电机临界重叠位置处磁化曲线,并与三维有限元方法的计算结果进行对比.分析结果表明,此种解析法的计算精确度符合要求.计算结果验证了解析分析计算的正确性.     

Magnetic field analysis of a 9–6 without permanent magnet brushless DC motor by using 3-D finite element method

This paper presents characteristic analysis of without permanent magnet brushless DC (WPMBLDC) motor by using three-dimensional (3-D) finite element method (FEM). The paper describes the complex magnetic structure and principle of the presented WPMBLDC motor in detail. The magnetic field distribution of the presented motor is numerically computed by 3-D FEM. The primary characteristics of the motor including magnetic flux density, flux linkage and inductance profile are obtained. A prototype WPMBLDC machine has also been built and tested; additionally, the accuracy of 3-D FE analysis is verified by comparing the calculated results with the experimental measured values.     

大型电力变压器漏磁场的ANSYS有限元分析

首先,讨论了电力变压器中漏磁场的基本问题。然后,运用电磁场理论和有限元法,对其进行了系统的研究,分别建立了二维和三维漏磁场计算模型,准确计算了油箱中的漏磁场分布情况,给出了详细的分析方法,并得出有关结论。变压器容量越大,漏磁场也越强,油箱中损耗就不能忽略。如果不采取措施,油箱壁出现局部过热点能影响变压器性能。传统的计算方法是根据经验公式来估算,这就具有相当大的误差,于是更加准确的有限元法被引进到漏磁场计算中。     

游梁式抽油机专用高起动转矩节能电机的起动性能计算

在考虑磁饱和的影响及磁路和电路耦合的同时,以二维有限元为基础,建立了游梁式抽油机专用高起动转矩斜槽电机的数学模型,并用有限元法及多截面有限元方法分别计算了饱和三相感应电机满载起动时的起动性能,将计算结果与实验值进行了比较,证明了两种方法在计算起动电流和起动转矩中的准确性.     

一种新型混合励磁爪极发电机的建模和计算

提出了一种具有混合励磁结构的爪极发电机的原理和模型，混合励磁爪极发电机是由永磁体和励磁线圈共同产生电机磁场的一种发电机，较之传统的电励磁爪极发电机，具有效率高、电机低速性能好，集线圈励磁的电压调节性能和高功率密度的优点，具有很好的研究前景和使用价值，但是，长期以来由于其结构和磁路的复杂、不规则性，又是典型的三维磁场特性，国内外对于这种新型电机的专题研究经典的从磁通管方法入手的等效磁网络法结合有限元法，通过分析，计算电机各部分磁导，构成爪极电机的三维等效磁网络，并采用三维有限元法计算了电机的自感，给出了相关的计算结果，以供设计人员参考。     

大型汽轮发电机定子铁心的温度分布研究

本文采用三维有限元法分析和计算大型汽轮发电机定子铁心的温度分布,并由绘图机画出铁心切片的三维等温线图。推导各向异性媒质中三维稳态温度场的有限元法计算格式。研究定子铁心各种损耗的大小及分布。作为实例,求解 QFS-300-2型双水内冷发电机定子铁心中部的温度场,并与电厂试验数据进行校核。     

Electromagnetic Design and Analysis of a Novel Axial-Transverse Flux Permanent Magnet Synchronous Machine

This paper analyzes a novel hybrid axial-transverse flux permanent magnet (PM) synchronous motor achieving high torque density. The stator pole pitch and the rotor pole pitch are the same. The motor is suitable for vehicle traction systems. The new axial-transverse machine has a single-sided or double-sided air gap. The machine has two adjacent quasi-U stator cores with ring-type winding, and the rotor has two PM groups, one outer and one inner. The shape of quasi-U stator core allows changing the flux path without changing power supply polarity. The analytical expressions of the no-load back-EMF and the torque are derived, after the development of 3-D magnetic equivalent circuit (MEC) model. The 3-D finite element method (FEM) is used to analyze the magnetic field, torque, and cogging torque for different skewings of the PMs.     

Modeling of axial flux permanent-magnet machines

In modeling axial field machines, three-dimensional (3-D) finite-element method (FEM) models are required in accurate computations. However, 3-D FEM analysis is generally too time consuming in industrial use. In order to evaluate the performance of the axial flux machine rapidly, an analytical design program that uses quasi-3-D computation is developed. In this paper the main features of the developed program are illustrated. Results given by the program are verified with two-dimensional and 3-D finite element computations and measurements. According to the results, it is possible to evaluate the performance of the surface-mounted axial flux PM machine with reasonable accuracy via an analytical model using quasi-3-D computation.     

高压自耦变压器肺叶磁屏蔽特性的数值计算与分析

针对一种新型的器身磁屏蔽——肺叶磁屏蔽自身以及其在变压器中的设计问题,以一台容量为334MV?A、带有肺叶磁屏蔽的单相自耦变压器为研究对象,首先应用三维频域非线性有限元法分析了肺叶磁屏蔽对变压器结构件、绕组区域漏磁场以及杂散损耗的影响;然后,以漏磁场分析以及杂散损耗计算为手段,以变压器油箱、夹件、拉板、油箱屏蔽以及肺叶磁屏蔽的磁感应强度(或损耗密度)作为观测目标,研究肺叶磁屏蔽安装位置以及尺寸对变压器漏磁场的影响,并通过负载损耗试验将有限元计算所得结果与实验值进行对比,验证分析的有效性;最后,针对肺叶磁屏蔽自身可能出现的局部过热问题,设计三种不同的肺叶磁屏蔽油路结构,基于有限体积法对比分析不同油路结构下肺叶磁屏蔽的油流、温升特性。对肺叶磁屏蔽特性的系统分析可为其设计以及其在变压器中的设计提供指导,具有重要工程意义。     

Optimal Design of Coreless Axial Flux Permanent Magnet Synchronous Generator with Reduced Cost Considering Improved PM Leakage Flux Model

This paper presents an optimal design of coreless axial flux permanent magnet (AFPM) synchronous generator using particle swarm optimization method based on sizing equations of the machine. The design optimization is performed in order to reduce the active material cost of the generator. General practical and mechanical limitations are considered as optimization constraints. A magnetic circuit model based on quasi three-dimensional (3-D) model of the coreless AFPM machine is taken into account to calculate the permanent magnet leakage flux (PMLF) accuracy. A computer-aided program is evaluated according to the proposed optimized design procedure that is used to design a 2-kW, 16-pole AFPM generator with two rotors and one coreless stator. Finally, the 3-D finite-element model (FEM) of the machine is prepared to confirm the validity of the proposed PMLF model and proposed optimized design algorithm.