交流电磁机构的节电研究

从理论上定性地分析了交流电磁机构耗电多的根本原因，提出了一种有效的节电方案，给出了电磁机构动态过程的状态方程，并用计算机进行仿真和优化。实验结果与计算机仿真仿真结果都表明，提出了节电方案节电效果显著，可达９０％左右。     

基于有限元的直流断路器合闸电磁机构设计

设计了一种用于轨道交通直流断路器的合闸电磁机构,实际使用时发现合闸保持功率较大导致温升过高。基于电磁场分析和电磁铁设计理论,利用有限元分析软件ANSYS,仿真出电磁机构的磁场分布和吸力特性,根据仿真结果制造了一种改进方案样机,试验表明,该方案有效地降低了电磁机构合闸保持功率,并验证了仿真结果的准确性。     

非接触牵引供电系统电磁耦合机构优化设计研究

针对非接触牵引供电系统的电磁辐射问题，提出一种分段式导轨供电的日字形线圈和双重结构电磁耦合机构。根据优化后的电磁耦合机构模型，搭建非接触牵引供电系统实验台，测量其周围空间的电磁辐射。试验结果与仿真分析基本一致，验证了电磁耦合机构优化措施的有效性。     

磁阻型电磁发射器双排供弹机构仿真设计

供弹机构是磁阻型电磁发射器的重要组成部分,其功能为实现连续可靠供弹。原理的不同决定了磁阻型电磁发射器的供弹机构有别于传统火药发射武器。在前人的研究基础上,设计了容弹量更大的双排单进供弹机构。通过原理分析提出设计方案,利用电磁仿真软件Ansoft Maxwell建立电磁仿真模型进行电磁学仿真,利用三维建模软件建立三维模型装配后导入Adams中进行动力学仿真。利用3D打印技术制作模型并搭建试验平台进行实验验证,试验结果与仿真结果对比表明该双排供弹机构能够可靠运行。     

驱动时间对电磁斥力机构效率及传动系统结构应力影响研究北大核心CSCD

电磁斥力的驱动时间关系到电磁斥力机构的驱动效率及所受冲击应力大小,该文提出优化电磁斥力驱动时间的研究思路,分别建立了线圈—盘式电磁斥力机构的有限元仿真模型及柔性体仿真模型,在输入能量一定的前提下,通过改变电容容量及其充电电压值来调整电磁斥力驱动时间,在此基础上研究其对电磁斥力机构驱动效果、运动过程及结构应力的影响。研究表明:在保证快速机械开关能够有效开断的范围内,充电电容越大,电磁斥力脉宽越大峰值越小,驱动时间越长,电磁斥力机构驱动效率越高,斥力盘内结构应力峰值越小,但缓冲装置所受冲击也越大。针对电磁斥力机构驱动回路参数设计,提出选取分闸电容容量为可有效开断的电容范围中间值的驱动时间优化方案。     

驱动时间对电磁斥力机构效率及传动系统结构应力影响研究

电磁斥力的驱动时间关系到电磁斥力机构的驱动效率及所受冲击应力大小,该文提出优化电磁斥力驱动时间的研究思路,分别建立了线圈—盘式电磁斥力机构的有限元仿真模型及柔性体仿真模型,在输入能量一定的前提下,通过改变电容容量及其充电电压值来调整电磁斥力驱动时间,在此基础上研究其对电磁斥力机构驱动效果、运动过程及结构应力的影响。研究表明：在保证快速机械开关能够有效开断的范围内,充电电容越大,电磁斥力脉宽越大峰值越小,驱动时间越长,电磁斥力机构驱动效率越高,斥力盘内结构应力峰值越小,但缓冲装置所受冲击也越大。针对电磁斥力机构驱动回路参数设计,提出选取分闸电容容量为可有效开断的电容范围中间值的驱动时间优化方案。     

考虑不对称故障的机电暂态–电磁暂态混合仿真方法

提出一套机电暂态–电磁暂态混合仿真方案,包括接口母线的选取方法、机电暂态子系统对电磁暂态子系统的等效、等值电路正序和负序参数不相等情况的处理(基波负序补偿法),并采用最小二乘法求取3序基波电流来反映电磁暂态系统仿真结果对机电暂态网络的影响。仿真计算结果证明了该套仿真方案的有效性和可行性,解决了机电暂态网络发生各种对称和不对称故障复杂情况下局部电路的详细电磁暂态仿真问题,并通过了大型电网仿真的检验。     

PWM变频调速电机轴承电磁损伤的机理研究

介绍了电机轴承电磁损伤的几种形式，重点研究了脉宽调制(PWM)变频调速电机轴承电磁损伤的机理，给出了电机定子绕组中性点电压和轴电压的测量结果，建立了PWM变频调速系统的物理模型，并对轴电压和轴承电流进行了计算机仿真，仿真结果与测量结果相吻合。     

基波—谐波双通路并行感应耦合电能传输系统的电磁耦合机构

为解决现有基波—谐波双通路并行感应耦合电能传输(ICPT)系统研究采用双通路电磁耦合机构分离式设计导致体积较大、抗偏移特性较差等问题,提出了一种双通路正交DD电磁耦合机构,可实现基波能量通路与谐波能量通路电磁解耦。首先,对该电磁耦合机构的解耦机理进行分析,并利用Maxwell仿真软件对其结构参数进行优化分析,同时给出了优化设计方案,之后对双通路正交DD电磁耦合机构的横向和纵向偏移度进行分析,最终搭建系统实验平台对理论分析进行验证。实验结果表明,该电磁耦合机构发生横向或纵向偏移时,均可实现基波能量通路与谐波能量通路两通路之间的电磁解耦,验证了该电磁耦合机构的可行性与抗偏移特性。     

通信专业研究生的计算机仿真能力培养

本文分析了计算机仿真软件在科学研究中的应用，提出构建仿真软件平台和计算机实验平台，培养通信专业研究生的计算机仿真能力。文中提到的平台构建方案能缓解科研条件不足、仿真软件很难满足新课题需求以及仿真结果跟实际应用脱节的问题。     

大规模交直流电网电磁暂态数模混合仿真平台构建及验证：(一)整体构架及大规模交直流电网仿真验证

随着中国特高压交直流电网快速发展,交直流、多直流之间相互影响加剧,电网安全运行面临严峻挑战,对仿真工具的性能提出了更高的要求。对接入实际直流工程的控制保护装置进行数模混合仿真是当前对大规模交直流系统动态特性进行仿真所采用的较为准确的仿真手段。文中在原有数模混合仿真技术基础上,提出了适用于研究大规模交直流混联电网运行特性的新一代数模混合仿真平台构建方案。该方案以大规模电磁暂态实时仿真软件HYPERSIM和超级并行计算机SGI为数字仿真核心,接入全部在运直流工程的控制保护装置及其他类型电力电子控制保护装置,解决了大规模特高压交直流电网高精度仿真试验研究的难题,并且实现了同时接入8回直流工程控制保护装置、电磁暂态仿真规模超过6 000节点的数模混合实时仿真。通过对实际电网故障的反演和结果对比,验证了所构建仿真平台方案的有效性。     

基于Ansoft Maxwell 2D的PT新型保护装置用电磁脱扣机构的仿真研究

基于Ansoft Maxwell 2D的仿真环境,对设计电压互感器新型保护装置用快速电磁脱扣机构建立仿真模型,并对此环境下的电磁脱扣机构进行了不同故障电流、励磁线圈匝数下的静态、动态特性的电磁力仿真研究,得到不同安匝数下的脱扣装置中电磁滑块所受电磁力的大小,为PT新型保护装置设计和优化提供了依据,同时将仿真结果对比电磁吸力理论计算分析,验证了仿真结果的正确性。     

基于并行计算机/RTDS的混合实时仿真不对称故障接口交互与实现

针对"并行计算机+RTDS"的SMRT混合实时仿真平台,提出用于三相不对称处理的混合实时仿真接口三序电流分立注入法和电磁暂态侧接口三序功率初始自校正计算方法,研发实现了电磁-机电暂态混合实时仿真中全序量交互,扩展了SMRT混合实时仿真平台不对称故障仿真模拟功能,经SMRT电磁-机电混合实时仿真与RTDS电磁暂态实时仿真的对比测试验证表明,两者仿真结果具有较高的吻合度。     

基于电磁斥力—永磁保持式机构的快速真空开关分闸运动特性分析北大核心CSCD

针对直流电网对快速真空开关分闸要求高的问题,提出了一种基于电磁斥力—永磁保持式机构的快速真空开关。利用有限元方法对永磁保持机构保持力和电磁斥力—永磁保持式机构分闸动作过程多物理场进行仿真分析,得出了永磁体厚度和静铁心内部厚度对永磁保持机构保持力的影响,掌握了变化量对机构分闸动作过程的影响。通过对基于电磁斥力—永磁保持式机构的快速真空开关样机的分闸特性测试,与仿真结果具有高度一致性,证明其正确性,对后续此类机构的优化设计具有指导意义。     

基于LabVIEW的进动目标暗室测量实验软件设计

空间进动目标的电磁散射数据是研究进动特征识别问题的基础,而外场实验方法和传统的计算机仿真方法或由于实验条件苛刻难以满足或由于模型不能充分反映目标特性而使数据过于理想化。提出了一种用模拟的雷达系统探测进动目标散射特性的半实物仿真实验方案,设计了一种可以实时采集目标电磁散射特性的软件,该软件实现了基于LabVIEW的数据连续采集技术和波形存储技术。采用此软件进行了仿真实验,通过数据处理的结果与理论分析的比较证明了所设计的仿真软件的有效性。     

基于RTDS-PXI的电磁-机电暂态混合实时仿真研究

提出了基于RTDS-PXI的电磁-机电暂态混合实时仿真方案,其采用并行的数据交互方式,将运行在RTDS上的电磁暂态程序和自主开发的机电暂态程序通过PXI进行实时接口,实现了电磁-机电暂态混合实时仿真。最后在搭建的RTDS-PXI混合实时仿真平台上进行了与小规模全电磁暂态仿真的对比分析,结果表明所提出的方案是可行、有效的。     

并联双线圈式直流接触器电磁机构合闸动作特性研究

直流接触器是新能源系统以及电动汽车中配置最为广泛的开关电器之一。而直流接触器的动态特性是衡量直流接触器性能的重要指标之一。本文以并联双线圈式直流接触器为研究对象，建立了直流接触器电磁机构的动力学模型，利用基于Adams与Maxwell的联合仿真研究方法对直流接触器的电磁机构进行合闸过程的仿真分析，研究结果表明，机构合闸动作的仿真合闸时间与试验合闸时间相吻合，验证了该仿真方法的正确性；同时研究了弹簧参数和线圈参数等因素对机构合闸运动特性的影响，研究发现在一定范围内弹簧预压力变化对合闸时间影响不大，线圈安匝数增大会导致合闸时间变小，线圈内阻增大会导致合闸时间变大且动触头弹跳更剧烈。本文的仿真方法与结果能为直流接触器电磁机构的改进设计与优化提供一定参考。     

高正弦度半软开关调压调速

本文推出一种高正弦度半软开关交流调压器调速节电装置，引入了非谐振式半软开关的概念及其实现方式，给出了ＰＳＰＩＣＥ仿真和实验结果，并与现有的典型ＶＶＶＦ变频节电调速方案作了经济技术指标的综合比较。     

基于升压斩波级联方式的接触器控制模块设计

针对低电压供电系统,提出一种基于升压斩波级联方式的接触器智能控制方案,该方案属于间接能量控制模式,能够灵活地进行电压/电流变换,提高了接触器闭环控制的灵活性和可靠性。阐述了控制模块的两种工作模式;对控制模块进行小信号仿真分析,设计前级升压电路的反馈环;在实验的基础上研究占空比调节方式与电磁机构音频噪声之间的关系,提出电磁音频噪声抑制方法,并进行接触器吸持数字电流环设计,该方法对不同励磁电压下的接触器电磁机构智能控制策略,具有普遍意义;通过相关实验验证了控制方案的思路和方法。     

高压快速机械开关斥力线圈缓冲特性研究北大核心CSCD

作为快速机械开关核心的斥力机构需在高速运动的斥力盘到达终点前及时介入进行缓冲降速。文中基于有限元分析法在快速斥力机构二维模型的基础上对电容放电时间、出力峰值与持续时间的影响因素进行研究与电磁缓冲仿真,仿真表明在电容能量相同且缩减线圈匝数条件下,电流峰值增加1.63 kA,峰值出力增加50.41 kN。根据仿真结果提出采用出力峰值高,出力时间缩短的电磁缓冲方案对用于缓冲的电磁线圈结构进行改进并在现有平台试验验证,通过传感器可知行程时间满足且实测弹跳距离1.2 mm,合闸电阻25.3 mΩ,研究为解决电磁缓冲导致触头墩粗使接触电阻增大导致发热与寿命问题提供一种思路。