发电机端部涡流电磁场分析

本文对ＱＦＳ－３００－２型发电机的端部场作了详细的分析和计算，计算结果与实测结果相吻合，本文着重研究了影响ＱＦＳ－３００－２型发电机端部场的各种因素，给出了有关定性和定量的结论，为发电机端部结构的改进设计提供了依据。     

水轮发电机端部各向异性涡流磁场及损耗的有限元分析

针对目前的端部场计算模型一般不包括定子铁心,故在定子铁心边段附近关键区域内的磁密计算值与实测值有较大的误差,不能满足工程要求的问题,首次将水轮发电机端部磁场的求解区域扩展到定子铁心中,建立了将端部与定子铁心边段有效部分结合起来总体考虑的新模型,模型中考虑了定子铁心的各向异性及非线性。导出与模型相应的三维各向异性涡流场边值问题及与之等价的条件变分问题。采用有限元法对ＴＳＳ８５４／９０－４０型水轮发电机的端部磁场进行了实例计算,结果表明：新模型能使端部磁场的计算精度大大提高。另外,对影响水轮发电机端部磁场的某些因素进行了分析,为大型水轮发电机端部结构的改进提供了理论依据。     

发电机端部磁场的有限元分析(I)

本文由在不同区域分别引入矢量位和标量位，将电机端部磁场问题归结为求解一组复方程的边值问题。关于用有限元法解复方程边值问题．数学文献中讨论不多。我们证明了该问题的 Ｇａｌｅｒｋｉｎ形式的弱解的存在唯一性，以及有限元解到真解的收剑性。用等参四边形单元建立了有限元离散模型，讨论了计算方法。应用本文的方法具体计算了汽轮发电机端部磁场和损耗，与试验结果基本符合。本工作与国外同类工作［１］比较，物理模型更为合理，并从数学上作了较详细的分析和证明，计算工作量较小，计算时间约为前者的三分之一。 本文包括两个部分。第一部分提出了基本的物理假定，讨论了数学模型；第二部分是有限元逼近和计算方法的讨论。     

大型水轮发电机在各种工况下的端部磁场计算

考虑水轮发电机端部结构的特点，计入材料的各向异性和非线性，以电路和磁路等效原理导出定子铁芯叠片边段和分瓣压的等效电导率及磁导率，计算了一台72．5MW水轮发电机在各种工况下的端部磁场，结果与实测值非常吻合，证明了所提出方法的正确性，计算了李家峡400MW水轮发电机在欠励工况下的端部磁场，并与现场进相工况运行时的实测数据对比，结果满足工程要求，为预测水轮发电机进相能力的充电容量提供了依据。     

一阶,二阶线性混合型复方程的一些边值问题

只讨论最简单的一阶混合型（椭圆－双曲型）复方程（方程组的复形式）与二阶混合型（椭圆－双曲型）方程。首先，我们证明一阶混合型复方程Ｒｉｅｍａｎｎ－Ｈｉｌｂｅｒｔ边值问题解的唯一性，然后使用关于解析函数间断Ｒｉｅｍａｎｎ－Ｈｉｂｅｒｔ边值问题的结果证明上述边值问题的存在性，进而又用一阶混合型方程的上述结果导出二阶混合型方程斜微商边值问题的可解性。Ａ．Ｖ．Ｂｉｃａｄｚｅ用复分析方法证明了二阶混合型Ｄｉｒ     

接有分支径向线圆柱波导的电磁散射

对接有一个分支径向线的圆波导系统的电磁散射进行了研究。从Ｍａｘｗｅｌｌ场方程的边值问题出发，在频域中应用格林定理导出系统在圆波导和径向线连接口径上的场所满足的积分方程，继而运用矩量法求解这一积分方程，导出了系统反射系数的表达式，讨论了系统在不同几何参数和媒质参数情况下的反射，给出了数值计算结果，此外．还利用准静态近似法进行计算，得到与矩量法相一致的结果，从而证明本文计算程序和结果的正确性。     

各向异性复合材料尖劈和接头端部奇性场研究

提出了一个新的、基于位移的、分析平面尖劈端部奇性应力场和位移场问题的高次内插FE特征分析法.该方法与过去原有求解裂纹端部近似场的有限元特征分析方法有几点不同:(1)导出公式的出发点不同;(2)单元形式为高次内插单元;(3)尖劈端部邻域内的位移场假定没有采用奇异变换技术.运用高次内插FE特征法求解各向异性尖劈和接头端部附近的奇性应力指数以及位移和应力的角分布函数,并且给出了若干算例.所有的计算结果表明,该方法较原有方法使用的单元少而且精度高.     

一般三价椭圆复方程的Riemann—Hilbert问题和存在定理

本文讨论在多连通区域内一般三阶非线性椭圆复方程的Ｒｉｅｍａｎｎ－Ｈｉｌｂｅｒｔ问题和存在定理。首先，给出复方程解的表示式和存在定理。其次，提出Ｒｉｅｍａｎｎ－Ｈｉｌｂｅｒｔ问题及其适应性。而且给出变态Ｒｉｅｍａｎｎ－Ｈｉｌｂｅｒｔ问题解的表示式，并证明此变态边值问题是可解的。最后，导出原Ｒｉｅｍａｎｎ－Ｈｉｌｂｅｒｔ问题的可解条件。     

一般三阶椭圆复方程的Riemann-Hilbert问题和存在定理(英)

本文讨论在多连通区域内一般三阶非线性椭圆复方程的Ｒｉｅｍａｎｎ－Ｈｉｌｂｅｒｔ问题和存在定理．首先，给出复方程解的表示式和存在定理．其次，提出Ｒｉｅｍａｎｎ－Ｈｉｌｂｅｒｔ问题及其适定性．而且给出变态Ｒｉｅ－ｍａｎｎ－Ｈｉｌｂｅｒｔ问题解的表示式，并证明此变态边值问题是可解的．最后，导出原Ｒｉｅｍａｎｎ－Ｈｉｌｂｅｒｔ问题的可解条件．     

接有分支径向线圆柱波导的电磁散射

对接有一个分支径向线的圆波导系统的电磁散射进行了研究，从Ｍａｘｗｅｌｌ场方程的边值问题出发，在频域中应用格林定理导出系统在圆波导和径向线连接口径上的场所满足的积分方程，继而运用矩量法求解这一积分方程，导出系统反射系数的表达式，讨论了系统不同几何参数和媒质参数情况的反射，给出了数值计算结果，此外，还利准静态近似法进行计算，得到与矩量法相一致的结果，从而证明丁计算程序和结果和正确性。     

HT-7U装置环向场线圈涡流损耗分析

文章分析了由等离子体电流和真空室感应电流在HT-7U装置环向场超导磁体中产生的涡流损耗.超导磁体中变化的磁场被分解为切向和法向两个分量,通过将超导线圈分为适当单元可求出磁场两个分量产生的涡流损耗.文中给出涡流损耗的分布及其随时间变化情况.计算结果表明涡流损耗不仅沿线圈周长分布不均匀而且在线圈的断面上也不均匀.     

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。     

多脉冲磁场下刚性导电薄板涡电流热效应分析

针对处于多脉冲磁场下感应加热系统装置中的刚性导电薄板,基于麦克斯韦电磁场方程组及导热微分方程,建立了涡电流场和温度场的理论模型.对涡电流初边值问题及由涡电流热效应引起的温度场定解问题的空间部分采用有限元法,时间部分采用Crank-Nicolson法,给出了计算程序的求解步骤,并进行了定量模拟.仿真结果表明,脉冲次数使得构件的涡电流和温度逐步增加,随后其大小趋于稳定的值,而后来的周期性脉冲只不过是保持这个恒定值不衰减.该结论为电磁感应加热设备的革新改造提供了有效的技术参考.     

电流时间谐波对转子带护套伺服永磁同步电动机温度场的影响

针对转子带护套伺服永磁同步电机运行过程中永磁体温升较高的问题,本文以一台2 000r/min、12.5kW的伺服永磁同步电动机为研究对象,对变频驱动时永磁电机的温升问题进行了研究.测试了样机额定负载下变频器供电时的相电流,通过傅里叶分解计算出电流各次谐波值.建立了永磁电机二维瞬态电磁场方程,计算出不同电流谐波在护套内产生的涡流损耗.并建立了三维温度场模型,对电机各部分的温度分布进行求解.经计算分析可知绕组内谐波次数位于控制电路载波比附近的电流时间谐波,将导致电机永磁体温升明显变大.将计算所得的电机温度分布与实测结果进行对比,验证了计算结果的正确性.     

地磁导航中载体涡流干扰场特性的仿真分析

地磁导航中的测量误差是影响地磁导航精度的关键因素,而包括涡流磁场在内的载体干扰磁场是产生误差的主要因素。目前各种运载体大量使用铁磁性材料,这样不可避免地会引起涡流磁场等干扰磁场。因此文中采用COMSOL Multiphysics仿真软件,建立了高速运动载体的涡流干扰场仿真模型。首先研究了永磁体与匀强磁场之间的关系,发现永磁体的剩磁越强,匀强场也越强,为模拟地磁场提供了理论依据。其次分析了载体在匀速转动时涡流磁场对地磁测量的影响,最后研究了载体摆动时的涡流场的分布。结果表明涡流磁场随着速度的增大而增强,且涡流磁场主要分布于载体中间位置。仿真结果为下一步地磁导航中的误差建模以及磁场校正技术的研究提供了理论依据。     

涡流相控阵磁场的分析

涡流相控阵技术的核心问题是由探头阵在空间激励一个圆形旋转磁场.但由于该探头阵磁场边界条件十分复杂,很难用解二阶偏微分Maxwell方程组的方法求出.本文从工程实际出发,在作一定假设条件下,分析了涡流相控阵磁场,以证实该旋转磁场的存在,并探讨影响该旋转磁场的诸因素,通过实验证实理论分析是正确的。     

圆筒型直线感应电动机暂态特性研究

采用与传统的用等值参数分析计算电机暂态过程的不同方法，从场的角度，通过暂态电磁的计算，求取直线感应电机的暂态特性计算中，比较全面地考虑了饱和，涡流及边端效应和齿槽的影响。计算结果与实验结果的较好吻合表明了该方法的有效性。     

基于三维运动涡流场分析的永磁涡流联轴器特性

基于三维运动涡流场的有限元模型,分析了永磁涡流联轴器的电磁场分布,进而计算出主从转轴传递的功率和转矩.并研究了永磁体和铜盘的尺寸对装置特性的影响,得到永磁涡流联轴器的初步优化设计方案.永磁体占空比a确定在0.7左右;永磁体厚度hm选在其与输出功率P的关系曲线的拐点处较为合适;确定永磁极对数时,应根据不同的永磁体占空比确保扇形永磁体平均半径处的弧长l与径向宽度wm之比在相应范围内;铜盘厚度hcu在6~9mm范围内选取;铜盘内外径应根据铜盘径向宽度wcu与wm比值在1.2~1.6之间确定.最后通过样机实验验证了计算方法的正确性.     

基于电磁-温度耦合方法的永磁驱动器温度场分析

基于电磁-温度场耦合方法,分析了盘式永磁驱动器的温度场.基于电磁场解析计算建立了盘式永磁驱动器的电磁场解析模型,推导了涡流损耗公式.计算了热阻和散热系数,并以涡流损耗为热源,建立了盘式永磁驱动器等效热网络模型.预测随负载变化时盘式永磁驱动器的涡流损耗和铜盘温度的变化.解析结果与有限元结果比较表明:基于电磁-温度场耦合方法所建立的电磁场解析模型和温度场解析模型能快速、准确地预测涡流损耗和铜盘温度.