大型发电机失磁过程及失磁保护动作特性分析

在电力系统保护中,同步发电机的失磁保护是最重要的保护之一.励磁故障涉及发电机大干扰稳定性,是一个复杂并难以解决的问题.大型发电机失磁过程伴随着定子侧电压,电流、有功、无功,转子侧励磁电压、电流以及转差的交错变化;对失磁过程中电磁量的变化进行详细分析是改进和完善发电机失磁保护的基础.现有的保护判据在非失磁的其他工况下均有可能误动,因此,对不同失磁保护的动作特性进行研究就十分有必要.通过Matlab分析失磁过程中电气量的变化,对现有几种保护判据的动作特性进行分析.     

基于大规模实验的低压脱扣器电压暂降脱扣特性研究

结合国标GB/T17626.11—2008和国内外相关研究成果,设计了低压脱扣器电压暂降脱扣特性的实验方案,搭建了相应的实验平台,对当前市场上主流的10种型号低压脱扣器进行大规模实验,测试了低压脱扣器在不同电压暂降幅值、持续时间、相位等特征量组合作用下的脱扣特性,发现电压暂降幅值、持续时间及相位共同决定低压脱扣器的电压暂降脱扣特性.通过对实验结果进行极值化处理,采用曲线拟合方法,分别从相位、幅值维度上形成幅值与持续时间、相位与持续时间之间的函数关系,建立了低压脱扣器的电压暂降脱扣特性模型.     

磁场调制型磁齿轮机构转矩特性有限元分析

磁场调制型磁齿轮机构是一种新型磁齿轮装置,在对其基本结构和工作原理进行分析的基础上,利用Ansoft Maxwell软件建立了该机构的有限元模型。通过数值计算,分析了气隙厚度、调磁环厚度、永磁体厚度、磁极对数、轴向长度和偏心距对外转子最大输出转矩和转矩密度的影响规律。结果表明:构件偏心对磁齿轮机构转矩特性及转矩密度影响很小,其它参数对磁齿轮机构的输出转矩及转矩密度均有较大影响。此研究可以为磁齿轮系统参数优化提供依据,同时也为该机构的动态仿真奠定基础。     

消声器传递特性的有限元计算方法

研究了声学有限元的单元方程和总体方程,在其商用软件平台上完成了消声器传递特性的数值仿真计算,所得结果与实验测量结果的幅值与相位基本一致.     

船用钢板漏磁检测的三维有限元分析

为保证船舶的安全,满足对船用钢板进行定期检测的需要,提出利用漏磁检测钢板缺陷的方法,并对该方法进行了三维有限元分析和实验验证.在ANSYS软件中建立检测传感系统、磁化装置和钢板缺陷的三维模型,进行钢板缺陷附近的磁场分布状态的数值仿真,得出了船用钢板磁化后的磁场分布状态,计算出缺陷与磁场分布之间的对应关系曲线,并对缺陷进行判断.检测实验结果证明有限元计算是可靠的.     

剩余电流动作断路器的应用

剩余电流保护装置的分级保护与装置特性参数的正确选择,它是确保低压配电系统生产安全和人身安全的关键。剩余电流动作保护装置的结构一般包括W—检测元件（剩余电流互感器）、A—判别元件（剩余电流脱机器）、B—执行元件（机械开关电器或报警装置）、T—试验装置和E—电子信号放大器（电子式）等部分。     

磁流体的粘磁特性及其应用

通过实验分析，研究磁流体的磁化性能及其流经几种特殊结构磁场时所表现出的粘磁特性，利用磁流体表观粘性随外加磁场强度变化的规律研制一种先导级无运动部件的电液伺服放大器，并给出该装置的静，动态性能实验结果。     

TE波时域棱边有限元方法：线磁流辐射与散射分析

讨论有耗介质TE波时域棱边有限元方法,导出电场矢量波动方程边值问题的弱解形式,应用棱边基函数给出单元矩阵方程,通过组合获得时域全域矩阵方程,详细讨论棱边有限元组合中符号函数的作用和累加填充步骤.给出了激励矢量中线磁流的加入以及棱边有限元的定量验证,分析了线磁流照射下有耗介质物体散射.     

DW15空气断路器过电流脱扣器的模糊可靠性分析

本文在模糊数学原理的基础上，对ＤＷ１５空气断路器的过电流脱扣器进行了模糊可靠性分析，并运用系统可靠度的观点，给出了断路器在分断１０００次、２０００次时脱扣器的模糊可靠度。     

电工钢片矢量磁特性测量系统的设计与优化

为提高电工钢片矢量磁特性测量系统的磁化均匀度与励磁效率,提出在磁极表面添加导磁物质的系统优化设计方法。首先基于有限元分析,通过改变气隙间隔与屏蔽层位置,减弱正交磁极耦合与杂散干扰,设计一种磁化均匀度高的几何励磁结构;然后利用序列二次规划,确定导磁物质最优磁导率,减小磁路间磁阻,从而降低励磁功率需求;最后搭建矢量磁特性测量系统并对其磁化性能进行评估。仿真与实验结果表明,对矢量磁特性测量系统进行优化后,不同激励下磁通密度的波形系数偏差较优化前减小了57.1%,磁化均匀度明显提高;系统优化后,相同激励下磁通密度幅值较优化前增大了58.6%,励磁功率需求下降。     

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。     

对流扩散方程的特征质量集中有限元法

针对一类对流扩散方程讨论了特征质量集中有限元方法,即在特征有限元法的基础上对于格式的质量矩阵采用特定的积分公式使其变为对角阵,这样在不降低精度的情况下有效的简化了计算过程,用该方法仍可得到H1模最优阶误差估计.     

改进并推广到三维接触问题的有限元混合法

提出一种改进的有限元混合法分析弹性接触应力,由于其中的柔度阵实现了对称化,故和通常的有限元混合法相比,不仅显著地提高了计算效率,而且减少了数据存储量.就考虑摩擦的三维弹性体接触模型,建立了一套相应的有限元计算格式并已付诸计算机实施.给出的汽缸盖算例与ADNA程序算得的结果对比,表明本方法有效、可靠、省时.     

三点弯曲混凝土梁能量释放率的有限元计算

采用有限元分析方法(FEM)对三点弯曲混凝土梁的能量释放率进行了计算,在对混凝土梁进行单元划分时,避免使用奇异性单元来模拟梁的裂尖奇异性.在梁的中线上采用双重节点技术,逐步释放裂尖单元节点的方法来模拟裂纹的扩展.基于虚拟裂纹闭合方法,分别对不同裂纹长度的混凝土梁进行了计算.计算结果表明,用该方法计算出来的能量释放率与理论值有很好的吻合性,证实了该方法的可行性.     

用等效磁网络法与有限元法计算永磁电机参数的比较

应用等效磁网络法与有限元法对永磁同步电动机的参数进行了分析计算,并加以比较．等效磁网络法是一种介于等效磁路法和有限元法之间的分析方法,原理简单,实现方便,计算精度高于等效磁路法,计算时间少于有限元法．磁网络中各单元的划分可以形成规范化,前后处理工作量小,便于对不同磁路结构的永磁同步电动机进行计算．二维有限元法计算精度高,但计算过程复杂繁琐．两种方法各有其特点,在实际计算中,应根据不同情况应用不同的方法．     

谐波平衡有限元算法的研究

为解决具有饱和铁芯的交变电磁场的计算需要较大的存储量和较长的计算时间的问题,提出了一种适用于交变电磁场谐波问题分析的新的有效算法。谐波平衡有限元算法是有限元算法与谐波平衡方法的结合,其计算过程类似于非线性静态场。该方法适用于任意阶多项式描述的磁化曲线问题的求解。通过对一电抗器的计算,验证了该方法的正确性。     

深基坑支护结构变形的三维有限元分析与模拟

在工程实践中,对于深基坑开挖过程的模拟计算多采用平面应变分析方法,但由于深基坑开挖实际上是三维过程,平面分析忽略了开挖墙角处的三维效应,因此,计算结果偏于保守,为此,研究了不同有限元网格划分下基坑变形的情况,提出一种非线性的、三维有限元分析手段,用于深基坑开挖过程中预测围护墙变形和地表沉降值,为了更接近实际,采用了一种新的接触面单元,Desai单元,模拟土与结构的相互作用,三维分析结果表明,基坑内网格密度对于计算结果的精度有较大影响。     

抛物问题的基于Crouzeix-Raviart元的有限体积元方法

我们考虑了二维抛物问题的基于Crouzeix Raviart元的有限体积元方法.为了得到误差估计,我们引入Ritz投影并研究了它在H1和L2范数意义下的逼近性质.证明了微分方程的真解和有限体积元方程的解在H1和L2范数意义下的误差估计是最优的.     

Halbach阵列永磁球形电动机转矩的三维有限元分析

为分析Halbach阵列永磁球形电动机复杂边界条件对电机性能的影响,采用有限元法对电机转矩特性进行了研究．建立了Halbach阵列永磁球形电动机三维有限元模型,得到了电机转矩的空间分布,并与解析法得到的结果进行了对比分析．在保证Halbach阵列永磁球形电机体积不变的情况下,分析了电机结构参数对电机性能的影响．对不同磁体结构球形电动机产生的自转转矩和倾斜转矩进行了比较．漏磁、磁场谐波及各自由度之间的电磁耦合对转矩特性的影响可以在有限元法中得到体现,使其与解析法得到的结果有所差别．永磁球形电动机采用Halbach阵列磁体结构后,转矩的输出能力得到了提高．在电机结构参数中,转子磁体厚度、定子线圈高度、内径及外径对电机的输出转矩能力具有较大的影响．结果表明在提高电机转矩输出能力上,电机结构参数存在最优值．     

有限体积法和有限元方法之间的比较

有限体积法现在已经成为和有限元方法并驾齐驱的一种求解偏微分方程的数值方法。与有限元方法相比,有限体积法保持物理量的局部守恒性质,并且计算更加简单。本文主要介绍有限体积法和有限元法之间的一些相同点和不同点。