大型水轮发电机铁芯磁阻对单个线圈电感计算的影响

针对大型发电机铁芯磁阻对线圈电感计算的影响较难定量分析的问题,分别采用磁路法和磁场法计算大型水轮发电机单个线圈的电感参数。对2种方法计算结果的比较表明:磁路法根据基波主磁路对铁芯磁阻的近似折算对单个线圈的电感计算产生一定误差。尤其对于大型发电机,因其极数多,槽数多,不同磁路中铁芯磁位降的差异较大,如果铁芯还存在饱和现象,铁芯磁阻的影响将会更大。这时要准确计算电感参数,最好采用磁场分析法,这能更加准确地考虑发电机定、转子铁芯磁阻及饱和的影响。     

大型水轮发电机铁芯磁阻对单个线圈电感计算的影响

针对大型发电机铁芯磁阻对线圈电感计算的影响较难定量分析的问题,分别采用磁路法和磁场法计算了大型水轮发电机单个线圈的电感参数。对两种方法计算结果的比较表明,磁路法根据基波主磁路对铁芯磁阻的近似折算对单个线圈的电感计算产生一定误差。尤其对于大型发电机,因其极数多,槽数多,不同磁路中铁芯磁位降的差异较大,如果铁芯还存在饱和现象,铁芯磁阻的影响将会更大。这时要准确计算电感参数,最好采用磁场分析法,这能更加准确地考虑发电机定、转子铁芯磁阻及饱和的影响。     

考虑饱和的开关磁阻电机径向电磁力解析建模

为了对开关磁阻电机径向电磁力进行快速计算和分析,提出了一种开关磁阻电机电磁力的解析计算模型.该模型考虑了饱和的影响,且能够反映电磁力的分布特征.基于磁通管法推导了磁动势和等效磁导,通过磁势乘磁导建立气隙磁场模型;分析了饱和对气隙磁场的影响,并引入修正系数对模型进行修正;基于麦克斯韦张量法建立了径向分布电磁力解析计算模型,并通过有限元方法证明了该解析模型的准确性.模型可以反映电磁力与电机结构的关系,适合电机设计和改进,以及振动噪声研究时快速计算电磁力.     

共振式直线电机的电磁分析

在一般“电器学”文献中，对Ｅ型磁路进行分析时，除了必须考虑气隙磁阻之外．对铁磁阻和窗口漏磁这两个因素，常常根据具体情况选择其一；在求解电磁力时又常常把电流的时间函数作为已知量。本文在Ｅ型磁路的分析中．除了考虑气隙磁阻之外，对上述的后两个因素则同时予以考虑，在求解电磁力时则把电压的时间函数作为已知量。结果表明：这些改进能够满足电机设计的需要。     

磁悬浮开关磁阻电机的一体化数学模型

针对磁悬浮开关磁阻电机运行过程中容易出现磁饱和及转子偏心的问题,建立了一种新型的一体化数学模型.首先,依据电机磁场的有限元分析结果,基于麦克斯韦张量法求出了径向力及转矩关于气隙磁密的表达式.其次,根据电机的等效磁路,结合铁芯材料的磁化特性,计算了非线性气隙磁密.最后,以此二者为基础建立了磁悬浮开关磁阻电机的一体化数学模...     

单边激励电磁机构系统动态特性研究

对工作气隙很小的电磁机构进行磁路分析与计算，往往要做很多的假设和简化处理，但忽略磁阻及漏磁的影响将带来较大的误差。为此本文考虑这两方面的因素，运用辛浦生积分公式以及对磁性材料磁化曲线进行数学处理的方法进行磁路的分析与计算，建立了比较精确的系统状态方程，为计算机求解打下良好的基础。经计算机仿真验证，该方法得当，计算结果精度提高３１．６％左右。     

力矩马达气隙误差对电液伺服阀零偏的影响

基于惠斯通电桥分析伺服阀力矩马达磁路,建立了气隙分布状态与伺服阀零偏之间的关系,当气隙左右对称或上下对称时,力矩马达不存在零偏,反之则存在零偏.建立考虑气隙误差时的力矩马达模型,得到了不对称气隙时的磁通规律、气隙误差与伺服阀零偏、压力增益以及流量增益之间的关系,发现当力矩马达气隙左右对称或上下对称时气隙误差仅影响伺服阀增益,气隙不对称时伺服阀会产生零偏,且伺服阀压力增益和流量增益会随力矩马达气隙增大而减小.     

考虑铁芯磁饱和的开关磁阻电机电感及转矩解析建模

针对开关磁阻电机电感的非线性问题,提出了一种开关磁阻电机非线性电感解析计算模型,并在此基础上完成了电磁转矩的解析计算。运用分布式等效磁路法并考虑铁芯磁饱和的影响,通过分别确定各条磁路中气隙和铁芯的等效长度及磁导率,建立了含电机参数的非线性电感解析模型,并通过电感的有限元仿真结果验证了解析模型的准确性。在利用该电感解析模型求解得到磁链曲线族的基础上,使用能量法对电磁转矩进行了解析计算,并将电磁转矩的解析结果与有限元仿真结果进行了对比,结果表明:建立的非线性电感解析模型能够准确地预测出电机的动态电感,相对误差在9%以内,电磁转矩峰值处误差在6%以内,提出的电感解析模型能够获得较高精度的电感和转矩解析结果。     

双定子无轴承开关磁阻电机径向力解析模型

传统双绕组无轴承开关磁阻电机旋转转矩与悬浮力之间存在着复杂的耦合关系,而双定子无轴承开关磁阻电机结构上实现了转矩和悬浮力的独立控制,从而简化了控制的复杂性.基于双定子无磁阻电机的结构和运行原理,提出了一种考虑转子偏心影响的径向力分析方法,推导出了该电机的径向力解析模型.在建立内定子等效磁路的基础上,求取了由气隙磁导表示的悬浮绕组的自感和互感表达式,进一步分析出转子偏心位移、电机结构参数、悬浮绕组电流与转子径向受力之间的数学关系,与有限元分析结果比较验证了数学模型的正确性.该数学模型的重要贡献在于提供了转子偏心运行时径向力的解析计算方法,为双定子无轴承开关磁阻电机的稳定悬浮旋转控制提供了基础,同时为磁轴承和无轴承类电机转子偏心时的径向受力分析提供了参考.     

机电统一数学模型中发电机动态参数的数值计算

已有的大型汽轮发电机轴系扭振的计算,其发电机数学模型的参数均采用常数,未充分考虑实际工况下铁芯涡流和饱和程度对参数的影响,给计算带来较大误差.为此提出大型汽轮发电机动态参数的场路结合计算法,既考虑了铁芯涡流效应又考虑了饱和对动态参数的影响.     

基于非线性等效磁路模型的水轮发电机组转子系统电磁磁力减载分析

为提高水轮发电机组转子系统的电磁减载力,充分考虑磁路饱和情况的影响,建立了电磁减载装置的非线性分段等效磁路模型,将粒子群算法应用到该磁路模型的求解中。以HL100-LJ-210水电机组为实例,分析了其电磁减载力随电路的变化规律。通过有限元法验证了该计算方法的可行性;利用该方法对磁路饱和情况进行估计;并针对装置存在的磁饱和问题提出了相应的解决措施,有效地提高了电磁减载力,为改善水轮发电机组推力轴承运行条件提供了理论依据。     

电磁推力轴承磁路计算方法的改进

用有限元法对同向和反向偏流输入情况下各种结构布置形式的电磁推力轴承系统按整体模型进行磁场和承载力的计算，分析了不同结构型式对磁通分布和电磁力大小的影响。以磁路的基尔霍夫定律和欧姆定律为基础，将电磁推力轴承的整体磁场模拟为等效的电路网络，探讨了不同磁路的磁阻计算方法，然后通过简单的串、并联电路分析，算出整体磁场中的磁通分布和电磁力值，其结果与有限元分析相一致。确认了等效网路法对电磁轴承考虑漏磁影响的整体结构设计计算的适用性，并给出了具体的计算方法。     

基于Comsol多物理场仿真的短路工况下变压器轴向电磁力的计算

过大的短路电磁力会影响变压器的安全运行及电网的稳定性。为了计算研究短路条件下变压器绕组的轴向电磁力，本文建立了110 kV/38.5 kV/10.5 kV的变压器“磁场-电路”耦合模型，使用Comsol Multiphysics软件对三相高压对中压绕组短路工况下的变压器进行了仿真，并得到了铁心磁密和内部辐向漏磁磁密的分布，B相高压中压绕组所受的轴向电磁力，以及在不同电流载荷下绕组所受轴向电磁力的变化规律。结果表明，变压器内部辐向漏磁磁密主要集中在绕组端部，峰值可达0.03 T，绕组中间位置，辐向漏磁磁密为0。绕组所受轴向电磁力的频率主要为50 Hz和100 Hz，且随着短路时间的增加，其二倍频特性愈加明显。随着短路励磁电流增加，绕组受到的轴向电磁力也会增大，且轴向电磁力增幅等于电流增幅的平方。     

转子-轴承系统中电磁作动器的力学特性分析及实验研究

通过理论分析和实验的方法研究了电磁作动器的力学特性,建立了基于转子振动位移的电磁作动器电磁力模型;设计了电磁力模型参数识别装置,并采用最小二乘估计法进行了模型参数识别。该模型与电磁轴承力的理想模型的对比实验表明,基于转子振动位移的电磁力模型较之传统理想模型更能反映电磁作动器中实际电磁力的力学特性。     

互感耦合开关磁阻电机的等效磁路模型与有限元分析

基于互感耦合开关磁阻电机(MCSRM)的结构和运行原理,利用等效磁路法,建立了电机的等效磁路模型.在一个相周期内对气隙磁导进行了分解计算,利用高斯-赛德尔迭代法求解了非线性磁通矩阵方程,获得了电机的磁链及矩角特性,并进一步利用非线性磁参数法对电机的稳态运行性能进行分析.该模型的计算速度要远高于有限元方法,适合进行电机的初始设计.在此基础上,利用有限元软件从电磁场分析的角度计算了电机的电磁特性,结果表明,该模型计算结果的误差不超过20%,验证了模型的正确性.该数学模型为MCSRM的深入研究奠定了良好的基础.     

物流管道内表面磁力研磨的数值仿真

由于物流管道内表面磁力研磨的特殊性，管道及励磁机构都不宜作高速旋转运动．提出了用电磁励磁产生回转磁场实现非机械方式产生相对运动的方法，并对励磁机构以简化模型为基础进行了数值仿真，使研磨压力、磁驱动力和简化模型的相关参数建立了数值上的关联，同时对数值计算的结果进行了具体的分析．研究结果表明：磁驱动力随间隙及相对位移增大都是先上升后下降，在大间隙区域内该力随相对位移变化趋缓；研磨压力随相对位移单边下降，在小间隙区域对研磨压力缺乏表达能力．     

地质力学磁力模型试验磁场梯度研究

地质力学磁力模型试验与离心机模型试验的核心思想类似,都是通过施加外加力场来达到增加试验材料应力水平的目的.本文根据磁性颗粒的磁场力公式,指出磁场梯度为恒定值是磁性材料受力均匀的必要条件之一.根据磁滞回试验测得的磁性材料的磁化强度,推导获得了均匀力场的磁场梯度下限值.采用数值模拟方法,计算了单圆台线圈、两同向电流对接线圈、两反向电流对接线圈这3种磁场生成方案的磁场梯度,比较分析该3种磁场梯度的均匀性,研究表明单线圈磁场生成方案所产生的磁场梯度较均匀且磁场空间较大,因此选择单线圈为磁力模型试验的磁场生成方案.     

磁性材料在正弦电磁场中振动的数学模型

将电磁场理论与弹性力学理论相结合，建立了描述正弦变电磁场中磁性材料振动的数学模型。首先，介绍电磁场理论中基于虚功原理导出的磁场力的一般数学表达式；随后基于电力设备中磁性材料的物理和几何特点给出其力学模型，基于电力设备磁路的对称性给出其磁场力简化数学模型；将上述两种模型相结合导出描述正弦交变电磁场诱发磁性材料振动的数学模型。这些数学模型的建立为定性和定量分析大型电力变压器铁心及其他电力设备磁路由于磁性材料中存在涡流而产生的振动和噪声奠定了基础。     

自由活塞斯特林发电机空载磁场模拟及分析

自由活塞斯特林发电机是由自由活塞斯特林发动机和直线发电机耦合在一起构成的,在太阳能热利用以及热电联产等方面具有重要的应用价值。针对自由活塞斯特林发电机中的动磁式直线电机,设计了一种磁路结构,采用有限元软件Ansys/Maxwell进行模拟分析,建立了该磁路结构的动磁式直线电机的电磁场仿真模型,得到了直线发电机空载运行时不同位置的磁感线分布和磁感应强度分布云图,发现不论动子运行到任何位置,齿尖位置的磁感应强度总是最大。基于模拟结果,计算得到了直线发电机的空载感应电动势,其有效值为111.22 V。对动磁式直线发电机的空载性能模拟有助于对其进行优化设计。     

聚磁参数对电磁泵磁场强度的影响

直流电磁泵体流槽内部充满导电金属液体，在流槽的左右两侧安装的是直流电磁铁的磁极，两磁极之间形成一个具有一定磁感应强度的磁隙．直流电磁泵的工作参数是电磁铁磁隙间的磁感应强度和流过液态金属的电流密度，电磁泵的流量与磁隙磁感应强度曰的开方根成正比．为此合理的电磁铁结构设计对提高电磁泵的压头和流量有十分重要的意义．本研究对聚磁效应与聚磁头几何参数的关系作进一步研究，寻求聚磁效果与聚磁头几何参数间的规律，为电磁铁的设计提供新的参考依据．