基于ANSYS的磁饱和式可控电抗器铁心磁场的分析

针对磁饱和式可控电抗器铁心,应用大型有限元软件ANSYS,建立铁心和空气隙的模型,对铁心磁场进行分析,并对铁心空载损耗进行了计算.以220V,600VA磁饱和式可控电抗器为例,给出了铁心内部磁场分布图以及铁心空载损耗的计算值.将铁心内部磁场与理论磁场及铁心空载损耗的计算值与理论值进行比较,结果表明该模型具有较高的准确度,可以满足磁饱和式可控电抗器的工程设计要求.     

带抽能线圈并联电抗器模型的电感参数计算

通过计算带抽能线圈并联电抗器模型的三维静磁场,得到带抽能线圈并联电抗器模型的一次、二次线圈的电感和互感等参数.三维静磁场以矢量磁位A为变量、改进的ICCG法求解.计算结果和测量结果吻合,因此可以为电抗器设计提供理论和计算基础.     

铁心电抗器气隙等效导磁面积计算

以一台实际干式带气隙铁心电抗器为例,建立电抗器的三维电磁场仿真模型,给出仿真模型内的基本假设和边界条件;采用有限元分析,计算出了不同气隙下铁心电抗器的电感值和磁路中的磁感应强度矢量图,并与部分实测数据相对比,验证了仿真模型与仿真结果的正确性.然后,以铁心电抗器的电感量为主要研究对象,定量计算在不同气隙与不同铁心直径下电抗器的电感值,给出了电感值随气隙和铁心直径的变化曲线并对其拟合及定性分析.最后,结合铁心电抗器计算公式和基本假设,推算出气隙处磁通等效导磁面积扩大系数,研究气隙等效导磁面积扩大系数随气隙和铁心直径的变化关系.所得结论可以为此类电抗器的设计计算提供一定的技术支持.     

多支路并联型空心电抗器电感的场-路耦合计算方法

电力系统中的空心电抗器一般采用多支路并联形式,且电抗器的包封间设计有通风道,采用传统的方法难以精确计算电抗器的电感.建立了该电抗器的精细模型,采用电磁场的有限元法与电路方程耦合的计算方法,研究了通过电抗器的总电流在各层并联支路间的分配,进而计算出了电抗器的自感及电抗器间的互感.将计算值与实测值进行了对比,结果表明该计算方法具有很高的计算精度.     

两级式无刷混合励磁同步电机的电磁设计及分析

为利用永磁电机的高功率密度、高效率以及电励磁电机电压易于调节的特性,提出一种混合励磁同步电机.主电机采用混合励磁同步电机,为主电机提供励磁的励磁机采用旋转电枢式交流电机.介绍电机的结构和工作原理,并采用有限元法对电机的磁场分布特征及调磁能力等进行计算和分析.根据理论分析试制样机,测试主电机的调压特性、励磁机的励磁特性以及两级式运行时的空载特性.有限元计算结果以及针对样机的实验数据表明:主电机和励磁机能够可靠地匹配运行;可以在永磁磁场的基础上,通过电励磁有效地调节气隙磁场,满足调压的需求.采用有限元法,研究主电机转子外形以及励磁机的定子齿宽对气隙磁场的影响规律.结果表明:对于主电机,设计适当的转子外缘形状能够有效地降低气隙磁密的总的谐波畸变率(THD),同时应兼顾气隙磁密基波的变化;对于励磁机,选择合理的定子齿宽系数有助于励磁能力的提高.     

无刷永磁直流电机的绕组参数计算

绕组电感参数的准确计算对于永磁无刷直流电机的动态性能分析具有重要的意义,分别介绍了绕组电感参数计算的磁场分析法和磁场势磁导法,并结合具有内外转子不同结构的两种永磁无刷直流电机的应用实例,对比分析了两种电感参数计算方法的计算精度与实用性。     

基于圆筒攀爬车磁吸附设计的研究

圆筒攀爬车属于工业爬壁机器人的一种,能够在化工容器圆筒体的垂直壁面平稳灵活地移动,综合应用了普通地面移动机器设计与吸附设计.针对圆筒攀爬车的工作环境和自身性质选定吸附设计;在ANSYS MAXWELL14.0软件环境下,建立对应静磁场仿真模型,按对应环境参数设置变量并具体定量分析了现有设计在与壁面保持不同距离时整体所受磁吸附力大小的变化;讨论了吸附装置两种不同磁场布置的性能优劣.在实际工程实验中,检验了理论分析的结果,证实了吸附装置的运行可靠性,并为该型磁吸附装置的调节提供了依据.     

步行能量采集器中磁致伸缩材料的机-磁耦合特性研究

针对步行能量采集器中磁致伸缩材料的机–磁耦合特性,提出了一种磁致伸缩材料机–磁耦合特性的研究方法,通过观察磁畴角度偏转的规律,研究应力和磁场载荷同时作用下的超磁致伸缩材料的机–磁耦合特性.发现外加磁场增加有利于磁畴的偏转和跃迁,而应力各向异性能不利于超磁致伸缩材料磁化的进行,使超磁致伸缩材料的磁化更加困难.依据以上结论选择最佳的外加磁场和应力的取值,并且计算磁致伸缩材料对外产生的磁化强度,该磁化强度具有更高的效率.     

舰船固定磁性分解方法研究

针对消磁界中固定磁性分解的难题,提出了一种等效磁源拟合的方法.首先通过对磁源磁场垂向分量总和曲线的分析归纳出磁偶极子描述舰船磁场的先验知识,然后利用此先验知识确定拟合磁场所用磁源的数量及位置范围,并对磁源磁矩范围进行估计,最后以此作为约束条件利用遗传算法解算出磁源的参数,从而可以计算出舰船的固定磁场分量.仿真计算和船模试验的结果表明该方法能够比较好地搜索到磁偶极子的最佳组合方式及其位置和磁矩,可以用于舰船固定磁性的分解.     

真空磁过滤系统的磁场模拟

利用ANSYS9.0有限元分析软件对弯曲磁过滤器的磁场进行数值模拟,计算线圈个数与扫描磁场对过滤磁场的影响,并将数值模拟数据与试验数据做了对比分析.结果表明,实验实测与有限元分析基本一致,模拟结果为磁过滤装置的设计提供了比较准确的数据资料.     

由舰船垂向分量磁场获得其三分量磁场的研究

三分量测磁仪使用不便,且造价较高,因此提出一种改进的磁场推算法.该法仅用舰船下方某平面上少量测量点的垂向磁场即可算出测量面下方所需场点的舰船三分量磁场.从理论上证明了该方法的可行性,建立了磁场推算的数学模型,在此基础上进行了船模实验.实验证明该算法可行,具有较高的推算精度,且算法直观,编程简单,计算速度快,可以方便地应用于工程实际,对舰船磁防护的研究具有重要价值.     

应用绕组函数对同步电机电感量的计算

通常对凸极同步电机磁场的分析和对电感参数的计算是一个比较繁复的过程。然而应用绕组函数理论 ,根据线圈的分布即绕组函数以及气隙磁导系数 ,由定义可推导出能考虑各次空间谐波的电感表达式 ,由表达式导出电机正常运行时的电感参数 ,也可以组成绕组故障时的电感参数。气隙磁场各次谐波分量对电感数值的影响程度不同尤其空间谐波磁场很强的场合。如在定子绕组内部故障情况下 ,气隙电感量的计算必须考虑低次和分数次谐波的影响。对最高次谐波选取的次数也要取得适当 ,才以满足电感参数分析计算精度要求。通过分析对比各次空间谐波磁场的电感参数的简化表达式 ,该方法推导过程及物理概念清晰 ,推导过程简便 ,既可求取电机正常运行时也可求出绕组内部故障时的电感参数 ,具有很大的适应性和方便性。     

应用绕组函数对同步电机电感量的计算

通常对凸极同步电机磁场的分析和对电感参数的计算是一个比较繁复的过程。然而应用绕组函数理论,根据线圈的分布即绕组函数以及气隙磁导系数,由定义可推导出能考虑各次空间谐波的电感表达式,刷表达式导出电机正常运行时的电感参数,出可以组成绕组故障时的电感参数。气隙磁场各次谐波分量对电感数值的影响程度不同尤其空间谐波磁场很强的场合。如在定子绕组内部故障情况下,浊电感量的计算必须考虑低次和分数次谐波的影响。对最高     

电工钢片各向异性磁场有限元分析

电工钢片具有不同程度的各向异性磁特性,而传统磁场数值分析方法未能充分考虑这种特性,针对这一问题提出一种新方法予以解决.利用爱波斯坦方圈法测量与轧制方向成不同角度的硅钢片样片磁特性,根据多方向磁特性建立新的磁阻率模型,并采用Fortran自编程序进行了各向异性磁场的有限元分析.为了验证该方法的正确性,制作了一个三相变压器试验模型,通过对模型计算结果和测量结果的比较,证明了所提新方法的可行性.     

一种弱磁作用下铁磁物体感应磁场的计算方法

铁磁物体感应磁场的数值计算研究在舰艇消磁等领域具有重要的应用价值.针对弱磁作用下铁磁物体感应磁场计算的问题,根据均匀磁化体的特点,建立了基于单元表面积分的铁磁物体感应磁场模型.为了解决工程中铁磁物体磁化率难以确定的困难,从弱磁作用下铁磁物体的磁化特点出发,利用磁场垂直分量测最值建立了以单元磁化率为未知量的数学模型,并运用寻优能力强、速度快、易于求解多维优化问题的微粒群算法对磁化率数学模型进行了优化求解,进而用单元表面磁场积分法解算了铁磁物体的感应磁场.通过钢板计算实例中磁场测昔值和计算值的比较,表明该方法计算精度较高,能够较好地反映弱磁作用下铁磁物体的感应磁场分布,有一定工程实用价值.     

主动控制磁悬浮球的磁场分析和测试

利用ANSYS 有限元分析软件对磁悬浮球的磁场分布进行了建模、求解和解后处理.计算了磁悬浮球的磁通密度、电磁力和磁力线等.使用Lakeshore 410型高斯计对磁悬浮系统的电磁铁和钢球气隙中的磁通密度进行了测量,并对有限元计算结果和测量数据进行了比较分析.结果表明,使用有限元法计算磁悬浮球的磁场分布精确度较高,而且可以考虑非线性B-H曲线、磁泄漏、边缘效应等问题,能真实准确地模拟磁悬浮球的磁场分布情况.     

具有变压器功能的并联铁心电抗器特性分析与结构设计

在复频域建立了场路直接耦合二维有限元方程,开发了相应的计算程序,计算了一台具有变压器功能的500 kV并联电抗器的磁场。电抗器的线圈也作为变压器的初级线圈。初级线圈的电路方程直接与有限元方程进行了耦合。基于计算分析,提出了2种变压器次级线圈的设计方案。分析了变压器负载电流对电抗器电感和次级线圈电压的影响。在假定次级线圈短路的情况下,计算了初级和次级线圈的故障电流,从而评估了由并联电抗器附带的变压器的抗短路能力。     

不同材料对变电站内三相空心电抗器磁场干扰的屏蔽效果研究

为研究变电站现场三相空心电抗器对附近线路的磁场干扰及不同材料的屏蔽特性,在建立三维电磁场仿真模型基础上,研究高电导率材料与高磁导率材料对空间磁场的变化情况,并阐明其变化原因.同时利用有限元仿真结果中的矢量磁位对电抗器附近线路的感应电压进行计算,对不同屏蔽材料下的电压抑制效果进行讨论.结果表明:采用高磁导率材料屏蔽时需要将三相屏蔽体连通才能取得良好的屏蔽效果,同时高磁导率材料边缘大量磁力线的穿出可能造成附近区域线路的干扰增强.因此,采用高磁导率三相连通屏蔽还需要考虑变电站现场线路的分布情况.     

一种快速载体磁场补偿方法研究

在地磁导航应用中,地磁场的测量不可避免地会受到载体磁场的影响,降低了地磁导航的精度,因此必须对地磁测量数据中的载体磁场实时快速进行补偿.在详细分析载体上硬铁材料、软铁材料产生磁场在载体运动过程中的特性的基础上,提出了一种快速载体磁场标定及补偿方法.该方法本质上是将载体磁场补偿问题转化为椭圆拟合问题,利用带椭圆约束的最小二乘拟合方法对多于6个航向的捷联式三轴磁传感器测量数据进行椭圆拟合,进而实现载体磁场的快速标定和补偿.通过仿真试验表明,该方法具有简单快速,易于实现的特点,可以达到与磁传感器等精度的补偿效果,且在低信噪比情况下具有较强的鲁棒性.     

基于变参数模型的车用永磁同步电机MTPA控制方法研究

针对车用永磁同步电机(PMSM)的高凸极率结构特点和宽范围运行特点对基于变参数模型的PMSM最大转矩电流比(MTPA)控制策略进行了研究.为提高控制精度,首先采用频谱分析和冻结磁导率方法获取转子磁链成份及不同负载下的电感和转子磁链值,建立变参数电机模型并推导出相应的MTPA电流矢量表达式,研究了其控制特性,并与id=0及定参数模型MTPA控制特性进行比较,结果表明:与id控制相比,该方法可以获取更大的电流利用率,与定参数模型相比,则可以获取更快的动态响应.