真空断路器永磁机构计算与分析

在介绍了高压断路器的双稳态永磁机构结构及工作原理的基础上，对其涡流电磁场方程进行了描述，研究了电流源激励下的瞬态磁场，并推导出考虑涡流情况下的非线性瞬态磁场数学模型，建立出永磁机构动态方程.采用耦合法，并且应用了ANSYS软件进行编程来对永磁机构的瞬态场进行计算，对它的线圈电流、动铁芯位移及受力进行分析，并研究了涡流效应对永磁机构的影响，得出应选择电导率小，电磁性能好和损耗低的导磁材料的结论.     

永磁操动机构磁场计算及动特性分析

在建立永磁操动机构动态分析数学模型的基础上，采用有限元分析方法对永磁操动机构激磁后的动态特性进行计算，得出了动铁芯运动过程中的机构磁场分布，线圈电流、动铁芯的位移、运动速度及在运动中受力随时间变化的规律，并比较了在两种不同激磁方式下的机构运动特性及电压大小对永磁操动机构运动特性的影响。     

永磁操动机构磁场计算及动特性分析

在建立永磁操动机构动态分析数学模型的基础上，采用有限元分析方法对永磁操动机构激磁后的动态特性进行计算，得出了动铁芯运动过程中的机构磁场分布，线圈电流，动铁芯的位移，运动速度及在运动中受力随时间变化的规律，并比较了在两种不同激磁方式下的机构运动特性及电压大小对永磁操动机构运动特性的影响。     

待发表文章摘要预报

永磁操动机构磁场计算及动特性分析高会军林莘蔡志远 在建立永磁操动机构动态分析数学模型的基础上,采用有限元分析方法对永磁操动机构励磁后的动态特性进行计算,得出了动铁芯运动过程中的机构磁场分布,线圈电流、动铁芯的位移、运动速度及在运动中受力随时间变化的规律,并比较了在两种不同激磁方式下的机构运动特性及电压大小对永磁操动机构运动特性的影响． 开城电磁场问题的有限元法胡岩唐任远 在伽辽金有限元法中引人几何变换法建立求解开域电磁场问题的数学模型．该方法不破坏有限元法系数矩阵对称、稀疏的优点．可以求出截断区域…     

永磁同步电机转子永磁体内涡流损耗密度的计算

针对钕铁硼永磁材料提出了一个计算永磁同步电机转子永磁体内涡流损耗密度的公式.通过三维电磁场有限元方法，求解了电机内的磁场并计算出了永磁体内的涡流损耗，验证了公式的正确性.在分析计算中考虑了电机复杂三维结构的特点，同时根据对称性，取电机的一个极范围作为分析的简化模型.为了能很好地分析和画出精确的涡流波形，对每一个周期取100个时间子步作瞬态分析，并且在划分有限元单元时考虑了磁场的透入深度.最后根据计算结果的比较得出影响永磁体内涡流损耗的因素.     

永磁涡流缓速器制动特性分析及试验研究

针对重载货车下坡制动负荷过大的问题,基于永磁涡流制动原理提出一种制动力矩可无级调节的永磁涡流缓速器,用于车辆辅助制动.通过有限元法对永磁盘和涡流盘吸力特性进行分析,设计了制动力矩调节机构.通过建立永磁涡流缓速器数值分析模型,应用有限元仿真软件JMAG-Designer分析了缓速器的电磁场分布,并得到了制动力矩与转速变化的关系.通过分析温度对涡流盘材料电磁特性的影响,采用数值模拟的方法得出了制动力矩随温度影响的变化规律.试制了Φ485 mm×255 mm永磁涡流缓速器样机,对不同气隙的数值仿真数据和试验数据进行对比,并对缓速器不同涡流盘材料时的制动特性进行了台架拖动试验.结果表明:低速时数值仿真和台架拖动试验数据吻合较好.永磁涡流缓速器持续制动特性试验表明,在82 s内涡流盘表层温度上升了158℃,制动力矩下降了34.8%.     

高速磁悬浮转子功率测试原理与技术

分析了现有的电动机测功机不能用于高速磁悬浮转子测功的原因,提出了一种新型的能适用于高速磁悬浮转子的测功方法.此测功机采用非接触式加载——永磁涡流加载,可以避免机械轴承和联轴器的速度极限的限制.介绍了测功原理和永磁涡流加载器的工作机理,并对永磁涡流加载器中气隙磁场进行分析和对转子制动转矩的进行计算.最后讨论了高速测功机设计制造中的关键问题.     

基于有限元法的永磁缓速器涡流场分析

为了提高缓速器气隙磁场和制动力矩计算精度,将矢量磁位法应用到永磁缓速器涡流场有限元计算中,并考虑转子磁导率的非线性以及涡流产生磁场对永磁体磁场削弱作用.应用电磁场有限元仿真软件,采用混合自动剖分技术,得到缓速器电磁场数值解.试验结果表明,静态工作间隙磁感应强度计算值与试验值误差在5%以下,永磁缓速器制动力矩数值计算值与试验值吻合较好.     

新型无铁芯永磁同步直线电机推力性能优化设计及试验

为解决无铁芯永磁同步直线电机推力及推力波动问题,提出新型永磁体结构设计原理,建立物理模型,设计一种新型永磁体结构的无铁芯永磁同步直线电机,并对其结构参数进行优化.对新型磁极结构的磁场、直线电机的推力与推力波动进行有限元分析,以推力不削弱、推力波动最小作为优化目标,进行电机推力性能优化.通过重复定位精度的测量,验证新型磁...     

高压断路器新型永磁操动机构特性分析

在介绍高压断路器的双稳态永磁操动机构和单稳态永磁操动机构的基础上,采用有限元法分别计算了它们的(双稳态和单稳态永磁操动机构)的静态磁场分布.分析了两种结构永磁操动机构的保持力大小和永磁材料的结构、布置方式以及尺寸的关系;分析了双稳态和单稳态永磁操动机构在分闸和合闸过程中的速度特性,对两种永磁操动机构的特性进行了对比分析.     

大气隙混合磁悬浮轴承耦合特性分析

介绍了大气隙混合磁悬浮轴承的结构及其工作原理,并建立其等效磁路模型.针对大气隙混合磁悬浮轴承结构,利用Ansys进行仿真分析,以X向位移和电流为变量,分析其对Y向承载力的影响来判断其耦合特性.结果表明,永磁磁场中,以X向位移为变量,耦合现象不明显,在混合磁场中,以X向位移或电流为变量,耦合明显.     

基于场路耦合时步有限元法的高速无轴承永磁同步电机电磁分析

无轴承永磁同步电机气隙磁场谐波关系复杂,难以实现高速悬浮运行.在分析其悬浮控制机理基础上,研究了静态气隙磁场分布,采用傅里叶变换,比较了不同永磁体磁化方式下的气隙磁密和高次谐波,得出永磁体采用分块结构消除高次谐波的实际效果;基于参数化有限元法,计算了悬浮力随悬浮绕组电流变化关系;对于瞬态磁场,采用场路耦合时步有限元法对转速为12 000 r/min,输出功率为4.3 kW的无轴承永磁同步电机进行瞬态分析,计算了定子绕组空载反电动势波形,并验证了无轴承永磁同步电机悬浮控制机理.结合实验数据,验证了理论分析的正确性和有效性.     

直接耦合法对非线性电磁系统动态特性的计算与研究

以有限元理论为基础,以永磁操动机构为研究对象,对其动态特性进行了计算和分析.建立了机械运动问题与瞬变电磁场相耦合的非线性方程组,以永磁操动机构为实例,考虑了导电媒质的涡流和铁磁材料的非线性,编制出计算程序,实验结果与计算结果比较吻合.     

U型铁芯单相永磁同步电动机起动特性

单相电源难以产生旋转磁场,是否具有自起动性能成为电动机设计的关键技术问题.针对该问题采用基于电动机磁场有限元分析的方法,对比分析了具有不同气隙结构U型单相永磁同步电动机的定位转矩,得出采用不均匀气隙和定子铁芯表面不对称开槽产生起动转矩的方法.结果表明,对于定子铁芯内圆不同半径构成的不均匀气隙,不对称程度越大,起动能力越强;对于定子铁芯表面开槽的不均匀气隙结构,气隙越小,起动能力越强.应用Matlab软件对起动特性进行了动态仿真,通过对一台定子铁芯表面开槽U型单相永磁电动机进行的起动试验,验证了理论分析与仿真结果的正确性.     

矿用在役提升钢丝绳径向永磁环组合的励磁结构设计

针对矿用在役提升钢丝绳由于摆振等原因导致的磁化不均匀问题,提出了一种径向永磁环组合励磁结构.首先,根据毕奥–萨伐尔定律对永磁环磁场分布进行了理论建模.然后,从理论上分析了影响永磁环的磁场分布的关键参数及对其磁场分布的影响规律,为励磁结构参数设定奠定了理论基础.最后,运用优化后的轴向永磁环组合和径向永磁环组合励磁结构对钢...     

定子槽口宽度对同步电机转子涡流损耗的影响研究

针对定子槽口宽度对永磁同步电机转子涡流损耗的影响问题,探讨定子槽口宽度与转子涡流损耗之间的关系.以额定功率为18 kW的四极机电液耦合器表贴式永磁同步电机为例进行研究.同时,采用Ansys EM电磁场软件,建立电机二维有限元模型,在定子槽口不同宽度下,对气隙磁场谐波幅值的变化与转子上电涡流密度分布情况进行分析,分析磁场...     

双稳态及单稳态永磁操动机构的研究

在介绍高压断路器的双稳态永磁操动机构和单稳态永磁操动机构的基础上，采用有限元法分别计算了双稳态和单稳态永磁操动机构的静态磁场分布，分析了两种结构永磁操作机构的保持力大小和永磁材料的结构，布置方式以及尺寸的关系，分析了双稳态和单稳态记尖操作机构在分闸和合闸过程中的速度特性，对两种永磁操动机构的特性进行了对比分析。     

一种低成本的线性霍尔位置检测方法研究

为降低直线伺服系统的成本，提出了利用两个安装位置相差90°电角度的低成本线性霍尔元件检测电机位置的方法，对霍尔元件的安装位置进行了研究.采用有限元法对有铁芯和无铁芯两种结构的圆筒型永磁直线电机的气隙磁场进行了分析，通过对两个分析结果的比较，确定了铁芯影响气隙磁场的区域范围，分析了霍尔元件安装位置对电机位置检测精度的影响.在不同的霍尔元件安装位置条件下，进行了电机位置检测实验，实验结果与有限元分析结果吻合，确定了霍尔元件合适的安装位置.研究结果表明，通过选择合适的霍尔元件安装位置，可以提高该位置检测方法的检测精度.     

电抗器铁芯振动噪声多物理场研究

在磁致伸缩和麦克斯韦方程相关理论研究的基础上,采用有限元方法利用有限元软件COMSOL,在瞬态电磁场耦合、结构力场耦合以及声场耦合基础上建立了一台三相串联铁芯电抗器模型,针对三相串联铁芯电抗器在工频工作状态下的磁场分布、铁芯磁致伸缩位移、铁饼间的麦克斯韦力位移和声压级进行分析研究。根据仿真中电抗器的瞬态磁场分布,得到电抗器内部磁通密度分布、振动位移分布,进而得到声场分布。实验表明,多物理场仿真得到的结果与实测数据基本一致,证实运用多物理场耦合对噪声进行预估是一种有效的方法。     

真空开关低分散性永磁操动机构控制系统设计

为抑制真空开关分闸、合闸操作引起的暂态影响,分析了真空开关分闸、合闸时的受力情况及对其操动精度的影响因素,仿真计算了永磁机构的动态特性;设计了一个自适应操动机构控制系统对真空开关操动机构的励磁电流、机构行程实时监测,通过驱动IGBT有序控制操动机构电容放电,有效修正其动作分散性;增加系统电压、电流相位检测单元后可实现设定相位准确动作.测试结果证明,控制系统可以明显降低真空开关操动机构的动作分散性,且操动机构分闸、合闸动作分散性控制在±500μs以内.