单稳态永磁真空断路器铁芯动态电磁力计算方法研究

永磁操动机构的分合闸运动是由动铁芯所受电磁力、部件重力及各种反力的共同作用引起的,其中动铁芯所受的电磁力呈现非线性变化,给断路器的分合闸控制研究带来了困难。计算并分析动铁芯运动过程中的动态电磁力,对于断路器智能控制研究有着重要意义。在ANSYS Maxwell中搭建永磁操动机构的电磁模型,计算并保存时刻场,分别用麦克斯韦张量法和虚功法对铁芯动态电磁力进行计算,对比两种方法的计算结果,验证其可行性,并对结果进行分析。     

磁悬浮列车用永磁直线同步电机特性的有限元分析

用有限元法分析了磁悬浮列车用永磁直线同步电机的动力特性,得到了在列车前进时推力的波动情况,并讨论了不同气隙高度下磁悬浮列车用永磁直线同步电机电磁力的变化情况。     

直线同步电机运行分析

为了深入研究直线电机的稳定运行特性,根据Maxwell原理,建立了分析直线同步电机稳态的电磁场数学模型.采用有限元方法进行离散,计算直线电机的磁场分布及电磁力,并开发了直线电机性能分析软件.软件计算得出直线电机悬浮力和推力随功角、电流变化等特性曲线的结果与ANSYS的计算结果一致,并具有模型简单、计算快速等优点,分析结果可为直线电机运行提供理论依据.     

笼型感应电机发生断条故障时转子局部电磁力计算

电磁应力是导致笼型感应电机发生断条故障的原因之一。基于二维瞬态磁场结果,结合麦克斯韦张量法和洛仑兹力原理,对电机故障前后的转子铁心、导条所受电磁力进行计算,通过将该方法算出的转矩值与局部雅各比导数法得到的结果进行核对,并与实测电机转矩值相比较,验证了该方法的准确性。根据电机在不同断条程度时转子上各类电磁力的分布规律,得出了故障时电磁力分布的非对称性特征及应力集中位置,从磁应力的角度分析了故障电机进一步断条的可能性。计算得到的电磁力结果可作为求解转子结构形变的载荷,该文所提出的局部电磁力分析思路也可以为求解其他故障类型的电磁力问题提供参考。     

高速磁浮列车用永磁直线同步电机特性有限元分析

用有限元法分析了高速磁浮列车用永磁直线同步电机的动力特性,得到了在列车前进时推力的波动情况,并讨论了不同气隙高度下高速磁浮列车用永磁直线同步电机电磁力的变化情况。     

基于辅助铁心的永磁直线同步电机边端力最小化

针对永磁直线同步电机(PMLSM)边端力最小化问题,提出在初级铁心两端增加辅助铁心的方法,有效削弱PMLSM的边端力。首先分析了边端力产生的机理,对齿壁上所受电磁力进行解析研究。当初级铁心两端辅助铁心高度为一个气隙长度,且辅助铁心长度为1/4永磁极距时,边端力有最小值。以一台36槽12极轴向充磁圆筒永磁直线同步电机(TPMLSM)为例,进行有限元仿真分析和试验测试,边端力的有限元分析值和试验值较吻合,证实了所提方法能够有效削弱PMLSM边端力,为该类电机边端力最小化提供了一种简单有效的技术手段。     

一种高精度直线同步电机检相器的原理与设计

精确的相位检测是保证直线同步电机正常运行的重要条件.文中提出了基于直线同步电机长定子齿槽效应的相位检测原理,并通过三维有限元分析和实验对其进行了验证.根据检测线圈电感沿长定子周期变化的情况,提出了一种检相器的设计方案,用以确定磁悬浮列车运行中磁极与长定子之间的相对位置.其检测精度在采样频率范围之内可任意设定.通过仿真分析了采样对检相器检测精度的影响.     

高精度永磁直线伺服电动机法向电磁力波分析与计算

永磁直线伺服电动机在运行过程中动、定子之间存在较大的法向电磁力波动,法向力波动引起的振动和摩擦摄动严重影响到高精密机床的定位精度。法向力波动主要由电机气隙磁场作用于动子铁心的法向电磁力波所激发,齿槽效应是影响它的重要因素。为此,采用磁动势磁导法推导出单边平板型永磁直线电机法向电磁力波的解析表达式;分析各阶力波次数和力波幅值对法向力波动的影响。通过对傅里叶分解系数的分析,指出极弧系数和极槽配合是影响法向电磁力波的两个主要因素。利用Ansoft有限元软件对8极12槽单边永磁直线电动机进行仿真分析,仿真结果与解析结果基本一致,验证了法向电磁力波解析分析方法的正确性。     

基于扩展反电动势法的长定子直线同步电机无速度传感器控制研究

针对长定子直线同步电机高速运行时,机械传感器无法准确地获得转子位置和速度信号的问题,研究了一种适合在长定子直线同步电机中应用的扩展反电动势法无速度传感器控制策略。基于长定子直线同步电机的数学模型,分析了扩展反电动势法用于长定子直线同步电机无速度传感器控制的鲁棒性。仿真和实验结果证明了基于锁相环的扩展反电动势法无速度传感器控制能够实现高速时电机的无速度传感器闭环控制,并且此方法对电机参数变化具有较强的鲁棒性。     

永磁同步直线电机的电磁设计与分析

永磁直线同步电机(PMSLM)以其推力密度大、响应速度快等优势在机床进给系统中得到广泛应用。结合PMSLM的结构特点和经典的旋转电机电磁设计公式,设计了PMSLM的主要电磁参数,确定了PMSLM的主要尺寸。建立PMSLM二维有限元模型,对空载的反电动势、定位力等特性进行了仿真分析,并通过负载仿真结果的计算分析来验证推力、效率等设计参数,仿真结果表明该设计方案满足设计目标。     

电磁力有限元分析中麦克斯韦应力法的积分路径选取的研究

电磁力的计算方法中 ,虚位移法精度较高 ,但公式的推导比较复杂 ;麦克斯韦应力法易于推导 ,应用简便 ,但对积分路径的选取较为敏感。本文从理论上证明了在二维有限元分析情况下 ,当选取包围运动物体的外层三角形单元的中线连线作为麦克斯韦应力法的积分路径时 ,这两种方法完全等效 ,为应用麦克斯韦应力法得到精确的数值结果提供了保证。     

永磁同步直线电机单齿切向电磁力分析

永磁同步直线电机是新一代高效高精度电子设备、数控机床等机电产品中最具代表性的先进电机技术之一。构建了永磁同步直线电机模型,不考虑边缘效应,建立了电机初级齿部所受单齿切向电磁力数学模型,并利用有限元分析软件对电机单齿切向电磁力和局部齿槽电磁力进行仿真计算。最后利用ANSYS Workbench平台对电机的模态和振动加速度进行计算,验证了切向电磁力在振动分析中的重要性。结果表明,局部齿槽电磁力波动是单齿切向电磁力产生振动的重要原因,通过合理调整电机初级齿部磁场分布,可以有效减小电机的振动,为该类电机的设计和优化提供了参考。     

永磁同步电动机电磁转矩的计算

介绍两种永磁同步电动机电磁转矩的计算方法,即麦克斯韦应力张量法和磁通法。两种方法均是通过有限元原理来求取电磁转矩。计算了永磁同步电机在不同工作状态下的电磁转矩,并且将两种方法进行对比,最后取得较好的效果。     

永磁同步直线电动机直接推力仿真

利用Matlab／Simulink仿真软件,建立永磁同步直线电动机的数学仿真模型,同时搭建了一套永磁同步直线电动机直接推力控制算法的仿真系统。仿真实验结果验证了该永磁同步直线电动机数学模型的正确性和直接推力控制算法的有效性。     

动磁式永磁直线同步电动机电磁力分析

结合永磁直线同步电动机的特点,介绍了在超大功率场合的动磁式永磁直线同步电动机的应用结构形式。利用有限元分析方法分析了电动机相关结构参数对电动机推力和齿槽力的影响,得到了齿槽力波动周期的计算方法,以及相关结构参数对电动机推力、推力波动的影响曲线和不同结构参数时的齿槽力波形,实验论证了分析结果的正确性。     

六相永磁直线同步电机电磁特性分析及数学模型建立

为深入研究新型永磁直线同步电机(PMLSM)的性能,实现电机结构设计与控制优化,对其电磁特性及数学模型的建立展开了研究。针对暂态时间、饱和特性及不对称性等电磁特性进行分析,然后建立了abc坐标系和dq0坐标系下电机数学模型,由此阐述电机电磁耦合关系,继而建立了等效电路,并对瞬态工作特性进行计算。最后,通过电压测试值和瞬态推力有限元值与解析计算值进行对比,其结果吻合度较高,验证了数学模型的正确性。     

基于Maxwell 2D的长定子直线同步电动机仿真

采用Maxwell 2D软件对长定子直线同步电动机的高速运行过程进行了建模与仿真,详细分析了直线电动机气隙电磁场的分布情况,综合比较了不同定子极距下的推力波动和悬浮力波动情况,得到了较理想模型,对此类问题的解决提供了一种快捷有效的方法.     

直线同步电动机磁场及力的有限元仿真分析

介绍了常导型高速磁悬浮列车用直线同步电动机的有限元数值仿真方法：计算得到磁场分布和力的大小。分析了推力的频谱．发现推力存在着较大的波动。对直线同步电动机的结构进行改进后，推力的波动大为减小．为其应用于高速磁悬浮列车提供了理论依据。