高速电机电磁轴承的支承刚度研究

分析了电磁轴承支承刚度与系统结构参数以及气隙静态偏置磁通密度的关系。利用有限元法分析了电磁轴承内的电磁场,得到了气隙静态偏置磁通密度和电磁轴承内的等磁位线分布,在此基础上计算了高速电机的支承刚度,并证明了电磁轴承支承刚度的各向同性,为高速电机电磁轴承设计提供了依据。     

考虑磁致伸缩效应的偏转式发电机的振动特性研究

为了提高风能利用率,解决现有开关磁阻发电机转子旋转的单一性问题,提出一种新型可偏转双定子开关磁阻式风力发电机。首先,基于电磁-固体力学模块,建立定子结构磁固耦合数值模型,对电磁场、磁通密度、磁致伸缩密度进行了理论分析。其次,采用有限元平台对发电机进行了直观建模,基于力学理论建立考虑磁致伸缩效应的电磁-固体力学基本方程。最后,通过有限元法对发电机内、外双定子以及转子自转、偏转进行磁固耦合仿真,得到应力分布及对应的振动位移。仿真结果表明:磁致伸缩效应下的振动位移属纳米级别且所受应力较小,对发电机运行影响可忽略不计。磁固耦合的分析方法可为分析电机振动、进一步优化发电机参数提供理论参考。     

基于定子槽结构的永磁同步电机振动噪声优化

为了改善永磁同步电机一阶齿谐波引起的振动噪声,本文基于ANSYS Workbench多物理场耦合平台,对电机电磁噪声进行联合仿真,优化电机振动噪声。分析了一阶齿谐波引起的振动噪声所在的空间与时间阶次,通过对定子结构优化的方式降低电机的振动噪声。分析了定子槽的各种参数对电机气隙磁通密度的影响,并通过回归分析的方式得到其对电机气隙磁密的回归模型,通过优化算法找到最适合定子槽参数。经仿真分析表明优化后的电机气隙磁密得到明显改善,0空间阶次由12倍电磁频率引起的48时间阶次的电磁噪声得到了显著降低,证明了优化方案的可靠性。     

永磁非金属液体电磁泵磁场数值分析

将电磁泵体求解场域按二维平面场处理,考虑了外磁场对永磁体的磁化效应,用有限元法对永磁非金属液体电磁泵的磁场进行了数值分析,得到了该电磁泵气隙中的磁密曲线以及载流海水在气隙中流动所受到的电磁力.实验证明该数值分析的结果是准确的,这些数据为永磁非金属液体电磁泵的设计和应用提供了可靠依据,同时也说明了可用永磁体代替价格昂贵的超导磁体应用于非金属液体电磁泵的磁极设计.图7,参7.     

电磁激振器电磁场的有限元仿真分析

以实验室电磁激振器样机为基础,基于电磁场有限元理论,建立了电磁激振器样机的二维电磁场仿真模型,分析了电磁激振器工作时的冲锤受力现象和磁场分布规律,计算得到了磁力线分布、磁感强度分布和运行过程中冲锤受力变化规律等结果,研究了电磁激振器的磁储能和磁共能的能量变化规律,分析了样机模型的磁饱和特性.计算结果表明:电磁场有限元模型能较全面的反应电磁激振器的电磁场特性,为进一步设计研究电磁激振器提供一定的参考.     

混合支撑载流条形薄板的非线性力学分析

在给出耦合场作用下载流条形薄板的磁弹性非线性运动方程、几何方程、物理方程和电动力学方程的基础上，通过变量代换，将描述载流薄板的磁弹性状态方程整理成含有10个基本未知函数的标准柯西（Cauchy）型；并通过差分法和准线性化方法，将标准柯西型的非线性偏微分方程组，变换成为能够用离散正交法编程求解的准线性微分方程组。通过具体算例，得到了固定简支混合支撑载流条形薄板的磁弹性麻力与变形的数值解。变换电磁参量讨论了固定简支混合支撑载流条形薄板的麻力及变形的变化规律，通过实例说明了通过变化电磁参量可实现对条形板的变形控制。     

磁饱和时发电机组轴系电磁激发扭振组合共振

为研究磁饱和状态下发电机转子轴系电磁激发扭振问题，应用推广形式的拉格朗日．麦克斯韦方程，找到磁饱和状态下发电机气隙磁场能量，建立了电机转子轴系扭振方程组．由非线性振动平均法求得满足组合共振时幅频响应分岔方程并进行奇异性分析，得到了开折参数平面的转迁集和分岔图．数值结果表明，随着激磁电流和非线性磁导的增加，以及同步电抗的减小，系统组合共振的共振区增大．     

无碰撞磁重联现象的电子动力学研究

基于磁流体力学理论,通过双流体MHD方程组,使用专业电磁流体数值仿真模拟软件Usim,研究了无碰撞等离子体磁重联过程中电子的动力学行为,得到了电子的数密度与流速的空间分布.结果表明,重联面内的电子数密度分布区域与速度分布区域相吻合,四极型磁场结构可以表征Hall的电流存在.此外,无碰撞等离子体中Hall电流的存在将使得磁重联现象的重联率大大提高,这对研究快速磁重联的产生机制有着重要的意义.     

磁谐振成像系统中高温超导螺旋线圈的温度特性

用混合积分方程与矩量法 ,对磁谐振成像系统中的以LaAlO3 为介质基片的高温超导YBaCuO螺旋线圈的温度特性进行了计算和分析 .YBaCuO材料的电导率及表面阻抗由增强的两流子模型计算得到 ,与传统的两流子模型不同 ,增强的两流子模型中考虑了超电子的散射和损耗 .将计算所得到的结果与测试结果进行比对 ,结果表明 :与采用传统两流子模型计算得到的YBaCuO的电磁特性相比 ,温度为 77K时 ,高温超导螺旋接收线圈的谐振频率的精度提高了 4 % ,计算得到的无载品质因子的精度提高了一个数量级     

发电机组轴系电磁激发扭振主共振与奇异性

为研究磁饱和状态下发电机转子轴系电磁激发扭振问题,应用推广形式的拉格朗日-麦克斯韦方程建立发电机转子轴系扭振方程组.由非线性振动平均法求得主共振幅频响应分岔方程并进行奇异性分析,得到开折参数平面的转迁集和分岔图.数值结果表明,随着激磁电流和非线性磁导的增加以及同步电抗的减小,系统主共振的共振区增大.     

Magnetic Current Stimulated by Strain Wave in One dimensional Ferromagnetic Bar

应变波通过铁磁性杆件时,由于压磁效应,可以激发出不均匀的磁流．本文用实验证实了这种现象,而且给出了一维杆件中的磁流产生电场的计算方法和模拟结果．运用磁流理论得到的分析结果与实验结果基本一致．     

磁揩振成像系统中高温超导螺旋线圈的温度特性

用混合积分方程民矩量法，对磁谐振成像系统中的以LaAlO3为介质基片的高温超导ＹＢaCuO螺旋线圈的温度特性进行了计算和分析。ＹＢaCuO材料的电导率及表面阻抗由增强的两流子模型计算得到，与传统的两流子模型不同，增强的两流子模型中考虑了超子电子的散射和,针计算所得到的结果与测试结果进行了对，结果表明：与采用传统两流子模型计算得到的ＹＢaCuO姝电磁特性相比，温度为７７Ｋ是，高温超导螺旋接收线圈的谐振频率的精度提高了４％，计算得到的无载品质因子的精度提高了一个数量级。     

横向磁通永磁电机定子系统受力分析

横向磁通永磁电机磁路与电路分离,提高磁密或提高电负荷时相互不受影响,在保证二者的同时实现电机的高转矩密度,适用于某些特殊场合,故对该类电机的研究受到越来越广泛的关注.径向结构与盘式结构永磁电机,其振动与电磁噪声特性已经得到深入研究,并取得一定成果,而对于横向磁通永磁电机,其结构复杂,定子系统振动及电机电磁噪声特性极少被研究.由于定子所受电磁力是电机振动及电磁噪声的主要原因,拟对一台15 kW横向磁通永磁电机定子系统进行受力分析.为分析该类电机的振动及电磁噪声特性,文中计算了样机空载气隙磁场、反电动势、定子内外齿气隙磁密、定子内外齿所受径向与切向电磁力,并得出相应结论.     

基于定子磁链幅值误差补偿控制的变频器直流预励磁软起动MATLAB仿真研究

本文针对变频器起动时的过流问题,提出了一种基于磁链幅值恒定控制的软起动方案。该方案采用定子电压矢量定向,将电机电流指令在dq坐标下以有功分量和无功分量的形式给出,经过坐标变换为三相电流指令,与检测反馈的实际三相电流比较,经过滞环产生PWM脉冲,即滞环电流控制。电流无功分量主要影响电机磁链,有功分量主要影响电磁转矩,起动前,定子频率为零,通过无功电流指令输出直流电流进行预励磁,使电机建立磁场,起动时电流有功分量开始从零增长,电机磁链从直流预励磁时磁链位置开始旋转,保证了电机磁链的连续性和幅值恒定,避免了起动过电流。在起动及动态过程中无功电流指令不变,将定子磁链幅值误差作为补偿分量加到有功电流指令上,实现无功电流与有功电流解耦,磁链幅值保持恒定,起动过程中无过流,并且保证了需要的电磁转矩。应用MATLAB对提出的控制方案进行了仿真分析,验证了理论分析的正确性和软起动控制的有效性,起动过程平稳且电机无过流。     

超导综述

引言超导体是人们急需研究和开发的一种理想电磁材料,凡涉及到电和磁或电磁辐射的领域,超导体具有十分重要的应用。例如:磁流发电,电磁推进、超导储能、核磁共振、高能物理,受控热核反应、激光等。自1911年发现超导现象以来,超导材料的临界温度平均每年仅提高1K,而87年2月以来中、美、日、德、苏、匈等国相继宣布得到大于90K 的超导材料,最近美国宣布     

电磁弹性层状结构中的Love波传播

研究了半无限大压电(压磁)基体上覆盖压磁(压电)层的横观各向同性电磁弹性材料层状结构中 Love 波的传播规律. 电磁弹性材料的极化方向沿反平面方向的z轴. 基于电磁弹性介质的运动方程和电磁学开路和短路边界条件得到相速度方程, 进而对压磁材料覆盖层中的相速度、群速度、磁机电耦合系数、电势和磁势分布进行了计算和讨论, 并讨论了压磁系数对相速度、群速度、磁势分布等分布的影响. 分析方法和计算结果可以为相关的磁场传感器等电磁器件的研制提供参考.     

电磁弹性层状结构中的Love波传播

研究了半无限大压电(压磁)基体上覆盖压磁(压电)层的横观各向同性电磁弹性材料层状结构中 Love 波的传播规律. 电磁弹性材料的极化方向沿反平面方向的z轴. 基于电磁弹性介质的运动方程和电磁学开路和短路边界条件得到相速度方程, 进而对压磁材料覆盖层中的相速度、群速度、磁机电耦合系数、电势和磁势分布进行了计算和讨论, 并讨论了压磁系数对相速度、群速度、磁势分布等分布的影响. 分析方法和计算结果可以为相关的磁场传感器等电磁器件的研制提供参考.     

复合次级直线电动机研究

1 数学模型及其边缘效应采用一维场模型,利用Maxwell方程,用矢量磁位A作为分析基本量,对电机气隙磁场进行研究,对负载运行进行分析,得出气隙磁场、次级感应电流密度,推力和垂直力密度,电磁总功率,次级每单位体积的净功率输出的表达式。     

继电器电磁机构结构参数对磁吸力的影响

在对继电器电磁机构磁吸力理论分析基础上,采用ANSYS软件建立电磁机构有限元模型,仿真分析继电器电磁机构衔铁面积、线圈匝数及气隙厚度结构参数变化对电磁机构磁吸力的影响。仿真结果表明:衔铁面积大小变化与磁吸力呈线性关系变化;安匝数、气隙厚度与磁吸力呈非线性关系变化。理论值和仿真值的相对误差为020％～714％,验证了仿真结果的正确性。     

实际工况下磁控饱和电抗器的振动研究

在不同的直流偏磁下,硅钢片会表现出不同的磁化特性以及磁致伸缩特性。为了研究实际工作状态中磁控饱和电抗器的振动,对不同直流偏磁下硅钢片的磁化特性和磁致伸缩特性进行测量。并基于测得的本构关系,建立磁控饱和电抗器的电磁-机械多场耦合模型。考虑铁心的电磁力和硅钢片的磁致伸缩效应,进行磁控饱和电抗器在不同直流偏磁下电磁场和机械场的数值计算,以得到磁通密度、应力和振动的分布情况以及直流偏磁程度对磁控饱和电抗器振动的影响,进而分析电抗器不同位置的振动情况,为减少磁控饱和电抗器的振动噪声提供有力的理论依据与计算方法。