新型聚磁式横向磁场永磁推进同步电动机

针对现有的各种聚磁式横向磁场永磁电动机的定子结构较为复杂的问题,该文提出了一种新型聚磁式横向磁场永磁推进同步电动机结构。其主要特点是转子永磁体磁极采用三面墙式聚磁式结构,定子铁心由U形硅钢叠片构成,在提高了气隙磁密的同时简化了定子铁心的结构。利用三维电磁场有限元数值计算对该种电机的磁场进行了分析,并根据磁场分布计算了该种电机的电磁参数。实验结果与计算结果吻合较好。新型横向磁场永磁推进电机在保证电机性能的基础上简化了定子铁心结构。     

初级横向偏移时帽型次级直线感应电机特性分析

帽型次级直线感应电机被广泛应用于城轨交通系统中.当列车经过弯道时,帽型直线电机的初、次级之间会发生横向偏移,次级板涡流和气隙磁密的横向分布将会发生畸变,导致初级所受的侧向力不再为零.针对帽型直线电机横向偏移的特殊工况,研究了其电磁特性和力特性.首先,给出了帽型直线电机初级推力、法向力和侧向力的有限元求解公式.其次,通过建立帽型直线电机3-D有限元模型,分析了电机在不同偏移量下次级板涡流和气隙磁密的分布,计算了磁密横向分布的畸变率.最后,得到了不同偏移量下三维力随转差频率的变化曲线,对比了平板型电机和帽型次级直线电机的力学特性.研究结果表明,初级横向偏移时帽型直线电机能够提供更大的牵引力和法向吸引力及更小的侧向排斥力,提升电机的效率,增加车辆的稳定性.     

非对称交错混合励磁爪极同步电机调磁性能三维有限元分析

为深入研究非对称交错混合励磁爪极同步电机的调磁性能,分析了该电机的磁路结构特征和调磁原理.采用三维有限元方法计算了不同直流励磁电流下的空载电机磁场,给出了不同励磁电流时电机气隙磁场分布及每极气隙磁通变化情况.设计制作了一台2 kW样机,对样机进行了调磁性能实验,实验结果与三维有限元计算结果吻合.实验结果表明,只需相对较小的励磁电流便可实现气隙磁通的宽范围调节.该研究工作表明,所提出的电机结构新颖,调磁性能良好,电机效率较高,可满足宽调速同步电动机的需要.     

大型鼠笼异步机起动性能的计算

采用二维涡流场有限元法计算小型异步电动机起动电流及转矩，已可满足工程要求，但对于大型电机，由于转子端部结构复杂，端部漏阻抗计算值不准确，使起动电流及起动转矩计算误差较大。直接计算三线电磁场，变量过多，费用太大，不易为工厂接受。为此作者提出一种新的二、三维结合的简化模型。它可分离出端部漏阻抗，代入考虑定、转子铁心非线性的二维涡流场程序进行计算，可获得误差小于１０％的计算精度，而机时与内存比直接三维场的计算少得多。对两台电机进行了实际计算，与实测值比较，精度较高。文中还对转子温度对起动参数的影响作了分析计算。     

直线电机瞬态特性的场路耦合分析法

运用磁网络法,进行了单边直线感应电动机的性能分析。提出了此种电机的磁网络模型,由电磁场方程导出了磁网络的参数,从而考虑了直线电机边端效应、绕组不对称分布等结构特点。场路耦合及机电耦合法的运用,使文中提供的分析模型更接近实际情况,适合于动态特性的分析     

汽轮发电机失磁异步运行转子三维涡流场分析及其参数计算方法

基于汽轮发电机失磁异步运行是发电机的一种特殊运行方式,分析了汽轮发电机失磁异步运行的情况,给出分析转子的三维电磁场有限元计算模型所需参数的计算方法,并建立了一个汽轮发电机失磁异步运行转子三维涡流场的简单模型．根据分析结果,验证了参数计算方法的有效性．     

人体加热治癌中能量分布的计算

提出了一种适合于人体感应加热时多层媒质的三维涡流场的数值计算方法，并用互补变分法、数值解法求出的磁场强度来计算涡流的分布。为验证这种方法，计算了一个放在均匀交变磁场中的导体球的磁场和涡流，结果与理论值相符。用这种方法对人体内涡流进行计算，得出了人体模型内功率密度的分布情况。     

三维涡流场的数值计算法——综合物理场有限元法

本文利用综合物理场方程,以直角坐标系下的复量位表示的非线性三维涡流电磁场方程(σ=const,μ≠const)为基本求解方程,进行了统一三维(二维)电磁场的综合物理场有限元分析和数值计算的研究,导出了综合有限元计算格式(它适用于高阶、低阶以及线性的四面体和六面体单元)。文中以超导电机在失超状态下的三维涡流场为例进行了实际计算。     

永磁屏蔽泵的电磁场模拟分析

为提高永磁屏蔽泵的性能和缩短设计周期,以一永磁屏蔽泵为例,采用有限元Ansoft软件对永磁屏蔽电动机内部磁场进行了电磁场模拟分析.比较了2种不同内置磁路结构的磁场模拟结构,并分析了定转子气隙大小和屏蔽套等参数对整个永磁屏蔽电动机性能的影响,提出了永磁屏蔽电动机内置倒U形磁路结构合理性及改进屏蔽套设计的途径.研究了定子、转子屏蔽套内部磁涡流分布情况,并针对4种不同屏蔽套材料求解得到定子、转子屏蔽套涡流损耗数值.结果表明:屏蔽套内部存在对称分布磁涡流,定子屏蔽套上涡流分布较为集中,转子涡流损耗明显低于定子屏蔽套;定子、转子屏蔽套采用不导磁材料HASTELLOY-C能耗损失较小,满足设计要求.     

用基于等磁能法的有限元法计算二维非线性涡流场

本文讨论了用矢量磁位求解的二维非线性涡流场的有限元计算方法，包括平面场及轴对称场，采用了涡流场中铁磁材料磁化曲线的一种处理方法－等磁能法，并且给出了非线性涡流场的有限元计算格式，最后用该方法分析了一台感应钢包炉中的涡流场及炉料（钢水）的受力情况，并绘制了相应的曲线。     

采用等参单元的电机电磁场三维向量磁位有限元法

本文提出了包括任意六面体和四面体的等参单元三维向量磁位有限元法,该法可适用于电机内各种恒定磁场和涡流问题的计算,是求解三维电磁场的一种有效方法。     

等软磁源法计算三维涡流电磁场

本文论述了三维涡流场可分解为解耦的电场及磁场边值问题，推出了一种求解的等效磁源法。本文正确地选定了磁源的类型及分布，推导了计算公式，计算了在均匀交变磁场中导体球表面的磁感应强度，结果与解析解相符，证明了方法的有效性．     

内嵌式变频永磁同步电动机设计及性能分析

采用有限元法分析了内嵌式变频永磁同步电动机转子永磁体各尺寸对电机气隙磁密和静动态特性及性能影响,研究了矩形和V形两种永磁体结构转子的永久磁极各尺寸选择依据和范围,利用分析结果分别设计了矩形和V形永磁体转子两种内嵌式永磁同步电动机。针对所设计的矩形永磁体转子内嵌式变频永磁同步电动机的交直轴电感参数和永磁体磁链值进行了有限元计算,对电机参数的实验测试结果证明了理论分析的正确性,分析结果为内嵌式变频永磁同步电机的设计和参数计算提供了理论依据。     

航空碳纤维复材板电-磁-热多场联合仿真与分析

针对电磁涡流感应在实现碳纤维增强复合材料（CFRP）快速内部加热时内部多场问题尚缺少系统理论研究的情况,对航空碳纤维复材板进行了电-磁-热多场联合仿真与分析。首先,从CFRP的物理属性出发,分析其涡流热产生的物理原理;其次,设计不同叠层数目碳纤维复合材料,根据碳纤维复合板材电磁涡流形成规律,分析线圈输入功率/电压以及复材叠层数目对涡流热效应的影响;再次,使用电-磁-热联合多场有限元模型对感应加热过程中电磁涡流场和温度的分布情况进行仿真分析;最后,通过实验验证有限元模型计算结果。结果表明,涡流效应中碳纤维板可以产生呈闭环的感应电流,感应电流在碳纤维复材板上呈中间低、四周高的分布状态;在25 V的固定输入电压下,单层碳纤维板的热升温效应最明显,稳定温度约为141.4 ℃;随着输入功率/电压提升,双层碳纤维复合板材涡流热效应随之增大,达到热稳定所需时间也同步增加。通过电-磁-热联合多场有限元模型和验证实验,研究感应加热过程中电磁涡流场和温度的分布规律,对推动电磁涡流热效应在航空碳纤维复材感应焊接等领域的工程应用具有参考价值。     

磁悬浮球体磁阻电机的三维磁场分析

磁悬浮球体磁阻电机的磁场分析计算是比较复杂的问题,因为其定、转子结构和磁场分布呈现三维性.通过三维磁场数值计算,对磁悬浮球体磁阻电机的磁分布进行分析,绘制出电机定子在不同电流下定子凸极与转子凸极不同位置的磁通密度分布曲线.     

轴向磁场无铁心永磁无刷直流电动机设计

为了提高轴向磁场无铁心永磁无刷直流电动机设计的准确性,提出了利用电磁场有限元软件与磁路法相结合的方法设计该电机.结合轴向磁场无铁心永磁无刷直流电机的电磁结构特点,首先利用磁路法推导了该电机的尺寸设计方程,分析了电机设计中的各种损耗,并根据流程图编制了设计程序,对额定功率为40 W的小型电机提出了设计方案.利用三维有限元分析软件对设计方案中的关键参数(永磁体厚度、极对数与极弧系数)进行了仿真与分析.结果表明:当永磁体厚度为6 mm,永磁体极对数为4时,电机气隙磁密相对最大且磁密增长率较快;当极弧系数为0.7时,感应电动势基波幅值最大.最后设计了样机,利用三维有限元分析方法验证了样机设计的有效性.     

测量低频磁场充电法

文章推导了磁充电场解析式，并用其编程计算单一线导体、多线体组成的三维导电体模型，论述了三维模型磁充电场空间分布规律，并用于实测资料解释，证实了磁充电场正演计算的有效性     

复合转子异步电机的三维磁场分布

用解析法求解了复合转子异步电机的三维磁场分布，研究结果表明，复合转子异步电机中涡流的去磁作用较弱，径向磁密的马鞍形分布并不明显，转子钢套中的切向电密在靠近端部的某一位置存在极值．从理论上证明了复合转子中不存在径向电流的结论，为近似计算的合理性提供了可靠的理论依据．     

轴对称多导体涡流场的积分微分方程有限元法

研究积分微分方程有限元法解轴对称多导体的涡流场问题，采用伽辽金准则离散。以变压器的箔式绕组作为一类涡流场的实例，分析计算绕组中的电流密茺分布、漏磁场分布以及交流电阻和电抗。同时，初步分析突然短路时绕组中电磁力分布及其随突发短路能力的特点。计算值与试验值相符。     

PWM控制隔爆异步电机定子绕组短路损耗分析

矿用隔爆电机是煤矿井下设备的主要驱动电机,大部分采用逆变器供电,使得电机的谐波损耗增大;定子绕组短路故障是电机的主要故障类型,发生短路故障后,电机的损耗也会发生变化,对PWM供电防爆异步电机定子绕组短路故障损耗变化的研究对电机温度场的研究和故障诊断具有重要的理论意义。为了对定子绕组故障后的电机损耗的特点和变化规律进行研究,建立了一台刮板输送机用防爆异步电动机定子绕组短路故障时的场-控-路耦合二维有限元模型,首先对电机的定子电流和气隙磁密的进行计算,然后对电机的铜耗、磁滞损耗和涡流损耗进行了计算和分析。通过分析可知:电机发生定子绕组短路故障后,故障相的电流增大,使得电机的铜耗大大增加,磁滞损耗和涡流损耗也增加。通过对电机整体损耗的分析,为电机温度场的计算和故障诊断提供理论依据。