一种基于、V—_s－ψ模型的三维涡流场数值算法及其在远场涡流三维缺损检测中的应用

本文提出了一种改进的三维涡流场算法，即Ａ、Ｖ－Ａｓ－ψ算法，它避免了现有涡流算法中因在源区内使用双标量位所带来的磁位跃变等不利因素，具有通用、方便和精度高、实现简单等优点。文中还对旋度－旋度算子（××）下的有限元方程作了较详细的分析，并给出数值算例。结果表明，该方法对于提高精度、简化三维涡流场计算具有一定的帮助。将本文方法用于远场涡流三维缺损的有限元分析，得到了满意的结果。     

电气设备电磁参数的灵敏度分析与自动设计

提出了电气设备电磁参数的灵敏度计算公式。在一次有限元网格剖分的基础上,通过 场有限元计算,同时获得电磁参数和它对设备尺寸的灵敏度,克服了基于差商计算灵敏度导致多次有限元网格生成和有限元计算的缺点,极大地降低了计算量。将该公式应用于电磁参数的自动设计,以便计算目标函数对设备尺寸的梯度。应用该公式对光纤电压互感器的分析比和壳式电力变压器的阻抗压进行灵敏度分析和自动设计,取得了满意结果。     

三维涡流场有限元网格全自动生成的新方法

介绍了一种用于计算大型变压器涡流场的三维有限元网格全自动生成的新方法,提出了将移动实体边界单元节点过程,用于实现任意多媒质、多连通区域三维网络的全自动生成,并给出了实例。     

一种考虑磁滞和微观涡流效应的电磁模拟方法

电机和电力变压器电磁仿真以实心材料代替硅钢叠片铁心,难以准确描述涡流路径,并且忽略了涡流效应影响。该文提出了一种考虑微观涡流和磁滞的电磁模拟算法。通过一阶回转曲线计算磁滞过程的Everett函数,从而辨识逆Preisach模型的参数,并对微观涡流损耗系数进行优化拟合;构建考虑微观涡流和磁滞效应的电磁本构方程,设计有限元离散和方程组迭代的算法,实现Maxwell方程、磁滞和微观涡流场的耦合。最后,对无取向钢片35WW270进行了交变一维磁特性和旋转二维磁特性的实验。为了验证数值算法的有效性,三维磁特性测量装置简化为二维模型进行电磁有限元仿真,仿真结果与交变和旋转磁特性测量结果吻合较好,验证了叠片铁心微观涡流算法的正确性和有效性。     

改进了结构技术分析三维工程涡流场

提出了改进子结构技术，旨在有效地进行三维工程涡流场的有限元分析，对ＴＥＡＭ２１问题的计算表明该技术有广泛工程应用前景。     

用棱边与节点有限元耦合的E-E-ψ法计算三维涡流场

该文提出了计算三维涡流场的棱边与节点有限元耦合的E—E—-Ψ法。详细推导了E—E—-Ψ法的Galerkin有限元方程，并讨论了其收敛过程，对PICCG算法作了改进，组合了PICCG法和ICCG(γ)算法的优点，称为PICCG（γ)算法。最后给出了数值算例，计算结果表明，该方法具有通用、方便、计算量小，精度高等优点。     

三维涡流场有限元分析中的标量电位的研究

本文以三维涡流场有限元计算中所遇到的角点问题为突破口，分析讨论了标量电位在三维涡流计算中的作用，指出了消去标量电位以引入修改矢量位的前提条件。     

旋转电机绕组磁链的三维有限元分析

针对非正弦电压供电的旋转电机稳态或动态性能仿真,提出了一种基于三维有限元分析和网格重构的绕组磁链和端部漏电感的计算方法,根据所提出的方法,计算了一种三相12/8极开关磁阻电机的绕组端部磁链,并给出了端部漏电感随转子位置和邻近绕组电流变化的曲线族。该计算方法也可用于旋转电机或其它电磁装置的三维磁链计算。具体算例说明了考虑端部漏磁场效应的条件和必要性。     

三维有限元网格的面切割自动生成方法

讨论了三维有限元网格被平面、三角形网、地形面切割时的各种情况，针对六面体单元和三棱柱单元的切割都提出了相应的算法，并用程序予以实现。这种切割方法可以细分有限元网格，生成复杂模型。通过实际例子验证了该法的可行性。     

电流域标量处理法在横向磁场电机三维磁场分析中的应用

横向磁场电机具有电磁解耦、设计灵活、输出力密度大等优点,引起广泛关注.但是该种电机磁路复杂,需采用三维场分析.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,可以比采用矢量磁位大大提高计算速度.本文首先对任意形状的电流区域在不同坐标系下的一般处理方法进行了系统推导;然后,将该一般方法进一步应用于特殊情况下的电流区域,使得问题得到简化;最后,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.     

用于电机位置检测的电涡流传感器电磁场仿真分析

在电机控制系统中,转子位置信号是调节电机运转情况的重要参数.电机需要应用在高温、油污等环境中,这就要求在该环境中仍能得到准确的位置信号.电涡流传感器以其结构简单、成本较低、耐高温耐油污、可靠性高等优点而应用于电机位置检测系统中.电机位置检测系统对精度及灵敏度有较高要求,需要对电涡流传感器进行分析与优化设计.文中提出一种新型同轴三线圈电涡流传感器,利用电磁场相关理论对电涡流传感器进行分析,并应用有限元分析法,利用ANSYS软件,使用GUI操作与APDL语言相结合的方法建立新型电涡流传感器在电机位置检测中的三维参数化模型,并进行仿真求解后处理,得到分析所需要的数据,为进一步设计一个适用于电机控制系统的电涡流传感器提供依据.     

基于双标量位与等参元三维静磁场计算及数据前后处理

本文在双标量位法计算三维恒定磁场的理论基础上,引入等参元有限元法。在对两种位建立起来的场方程离散处理过程中,把对应于直角坐标系中的实际单元变换到局部坐标系中的标准单元处理,从而推导出适应场域边界较为复杂的20节点和8节点六面体有限元离散公式,据此编制了易于通用化的计算程序。本文采用与六面体等参元有限元计算完全配套的数据前后处理技术,包括有限元网格自动剖分;全域或局部(分材料区域)网格显示检查;能量、电磁力计算;全标量位域位线显示;场强显示。使上述计算方法便于在工程设计中应用。     

用混合H－φ法计算三维瞬态涡流场

本文用混合棱边有限元一节点边界积分法对三维瞬态涡流场进行了数值分析计算。在涡流区以磁场强度Ｈ为状态变量，在非涡流区以简化磁标量位φ为状态变量。当非涡流区为广阔域或无界域时，和通常的有限元法相比，这种混合方法只需较少的变量，节省内存，适用于复杂煤质条件和复杂边界条件的涡流电磁场数值计算。同时，对Ｈ的直接计算减少了因借助位量计算所带来的微分误差。本文还分析了外部刚度矩阵的形成以及边界积分方程的奇异性。最后给出一个计算实例。     

凸极冲击发电机端部结构及磁场分析

本采用准三维有限元端部涡流场计算方法,针对一台ＴＦ２００－８／２１５０型凸极冲击发电机的端部结构设计要求,经过理论分析、多种方案计算以及试验验证表明,推荐的部结构既具有电机端区磁场分布合理、结构件损耗小、温升低,在工程上又具有低成本,工艺上简单易行的特点。所提出的计算方法合理实用,精度完全满足工程计算的要求,可推广应用于定子采用整圆压板的常规凸极同步电机端部磁场计算。     

电力变压器三维涡流场计算与屏蔽问题分析

针对大型电力变压器漏磁场及局部过热问题,笔者应用三维涡流场有限元分析方法对变压器夹件及油箱进行了漏磁场及涡流损耗计算,在此基础上分析了局部过热问题并给出了相应的屏蔽措施,对屏蔽效果的影响因素进行分析,为变压器屏蔽的合理设计提供了参考依据.     

用GALERKIN有限元法分析三维及准三维涡流场

本文采用Galerkin有限元法推导了三维,准三维涡流磁场的弱解形式.并利用所得结果,计算了一台三十万千瓦汽轮发电机端部磁场.     

有限解析单元法求解运动导体涡流场

使用线性有限元法求解运动导体涡流场,当单元Ｐｅｃｌｅｃ数大于１时数值解产生伪振荡。为克服这一困难,提出一处新的“有限解析单元法”,其基本思想是：在单元内构造满足节点条件 局部解析解或局部近似解析解作为形状函数,使用加权九法建立有限元方程。利用此方法研究了一维和二维运动导体时谐涡流问题,得到了很好的效果,初步验证了该方法的有效性。     

远场涡流检测中的缺陷快速重构技术

远场涡流缺陷重构属于电磁逆问题范畴。针对以往缺陷重构方法中普遍存在的计算时间长或需要大量训练样本的缺点，提出一种基于相似模型和遗传算法的缺陷快速重构方法，分析非轴对称缺陷与轴对称缺陷之间存在的相似模型，并利用集肤深度公式推导出两者之间的缩比因子，从而将耗时巨大的缺陷重构问题转换为二维轴对称情况下的计算问题；同时为进一步缩短重构时间，提出一种加快遗传算法收敛速度的方法。计算结果表明，基于相似模型和遗传算法的缺陷重构方法，在确保重构精度的基础上，可将重构所需总时间缩短至直接利用三维有限元方法重构时的7.6%左右。     

电力机车主变压器油箱损耗的三维有限元分析

利用基于边单元的有限元法,对一台200km/h高速电力机车主变压器的油箱损耗进行了三维有限元分析和计算。由于电力机车主变压器是高漏抗,多绕组变压器,经试验(采用放大法)得到该台变压器油箱损耗为31.245kW,使用FEM二维有限元分析法计算结果为45.791kW,而采用三维有限元分析法计算结果为30.478kW。从而表明,采用三维有限元分析能够更加准确地计算主变压器油箱的涡流分布和杂散损耗,为其采取有效的屏蔽措施提供了更加可靠的科学依据。     

板式双边永磁电动悬浮电磁力计算

针对现有电动悬浮模式的缺点,研究了一种由导体板和双边Halbach永磁阵列构成的悬浮系统。相比单边电动悬浮,该系统电磁阻力更小,适用于城市轨道交通。分别采用解析法和有限元法对其产生的电磁力进行计算。首先,建立了空间矢量磁位方程,通过求解该方程可得导体板中涡流分布;其次,研究了空间磁场与涡流的相互作用,得到了电磁力的2D解析表达式,建立了2D和3D有限元模型,计算了不同速度下的电磁力、磁场与涡流,并得出解析法与2D有限元法的平均相对误差为1.7%;最后,通过与单边电动悬浮对比,证明了该悬浮模式可有效提高浮阻比,减小阻力损耗。