基于电感矩阵的无轴承电机径向悬浮力模型

介绍了无轴承电机工作原理,以附加二极悬浮力绕组的四极无轴承电机为研究对象,建立适用于圆柱型和凸极型转子的无轴承电机的通用电感矩阵模型,进而推导出径向悬浮力通用数学模型.基于该数学模型,以无轴承同步磁阻电机和无轴承永磁同步电机为例,得出径向悬浮力公式和径向悬浮力计算值,并分别与用ANSYS有限元分析软件计算的径向悬浮力数值进行对比.模型计算结果与ANSYS分析结果基本吻合,该径向悬浮力数学模型的正确性得到验证.

基于等效单匝电感矩阵的多绕组变压器复合短路阻抗及环流计算

为了有效地解决多绕组变压器建模复杂、复合短路阻抗计算时间长及多并联绕组间环流计算难等问题,结合由自感和互感描述的变压器等效电路模型,提出了一种基于等效单匝电感矩阵的多绕组变压器复合短路阻抗及多并联绕组间环流的求解方法。该方法通过等效单匝电感矩阵求解出所有两两绕组间的短路阻抗,并结合复合短路阻抗的定义和端口条件,在Matlab软件中编写相应的通用计算程序,可一次性求解出任一所需的复合短路阻抗及多并联绕组间的环流大小。最后,以某一实际12绕组变压器为例,采用所提方法对复合短路阻抗和环流进行了计算,并与试验结果进行了对比分析,结果表明,该方法能够准确地计算出各种短路工况条件下的复合短路阻抗及多并联绕组间的环流情况,可以满足工程设计的要求。

基于降阶电感矩阵法的多流制牵引主变压器直流滤波电感的计算

在多流制电力机车中,牵引主变压器充当变压器和直流滤波电感两种角色时,能提高牵引传动系统的设备利用率,降低系统占用空间和质量。为了解决牵引绕组被用作直流滤波电感时端口电感计算模型非线性及建模复杂等问题,本文结合多绕组牵引主变压器的端口电压方程,提出了一种基于降阶电感矩阵法的直流滤波电感计算新方法;首先详细推导出电感矩阵降阶算法的通用计算式;其次,根据牵引绕组用作直流滤波电感时不同的接线方案,建立牵引主变压器的端口电压方程组,并将降阶后获得电感参数代入到端口电压方程组中,再依据变压器的端口边界条件,即可推导求得直流滤波电感的计算式。最后,以南非多流制牵引主变压器为例,采用本文提出的新算法对牵引绕组用作直流滤波电感的两种典型接线方法条件下的滤波电感进行了计算,并与试验结果进行了对比分析,结果表明该方法能准确计算出直流滤波电感量。这对实现牵引主变压器阻抗参数与多流制牵引传动系统参数的优化匹配具有重要的工程应用价值。

多导体传输线电感矩阵的直接算法

该文针对多导体电感矩阵通常需借助复杂间接方法求解的情况,提出一种多导体传输线电感矩阵的直接算法。利用双细线回路方程构建矩阵模型直接求解电感矩阵,降低了分析复杂度;并采用矩阵运算,在计算电感矩阵的同时求解多导体电流分布,解决了传统间接方法无法进行电流分析的难题。分析过程中采用非磁准近似条件和细线划分,可适用于宽频段、任意导体间距,任意横截结构情况。仿真结果表明,该算法在电感矩阵和电流分布的计算上均有较高精度。

直线法结合有限差分法计算多层多导体传输线电容和电感矩阵

本文首次将直线法和有限差分法结合起来,用于计算多层介质多导体传输线的电容和电感矩阵.通过在纯介质区域使用直线法,导体所在区域使用有限差分法分别进行求解,充分发挥两种方法各自的优越性.数值结果表明:方法是有效的,且计算时间与介质层的厚度无关.

论同步电机的电感矩阵变换──与“同步发电机内部故障解耦分析法研究”作者商榷

在理想电机的假定条件下，可以得到ｄ，ｑ，０坐标系统下的派克方程，其电感矩阵变为常数阵。但在一些必须考虑电机气隙空间谐波磁场的情况下，多回路模型得到了成功的应用。文章“同步发电机内部故障解耦分析法研究”试图在内部故障时也将电机的电感矩阵变为常数阵，由于其分析的前提不严格，其结论的正确性值得怀疑。

同步电机电感矩阵分析方法

分析交流同步电机内部故障时,通常以单个线圈或线圈组为单位列写电机的数学模型,因此计算时需要求解复杂的时变系数矩阵微分方程。该文以绕组单个线圈电感表达式的分析为基础,结合电机定子线圈的空间分布,得到了同步电机电感矩阵的对称结构。通过分析这种对称结构,文中尝试构造了一个变换矩阵。通过变换矩阵的作用,可以将时变的电感矩阵转变为常系数矩阵,从而大大方便电机内部故障的仿真计算。文中还给出了各个互感矩阵的变换结果,然后举例说明了电机电感矩阵与系统电流电压方程的联接方法,并解释了仿真分析步骤。通过分析和计算进一步提出,在继电保护的整定计算等应用中,可以适当简化电感系数的求解,便于仿真方法的工程应用,并给出了简化前后的仿真结果。

多导体传输线电容电感矩阵的分析求解

随着系统频率的不断提高,许多影响系统性能的噪声就会出现,造成系统性能的下降,信号完整性问题变得越来越严重。串扰就是一个经常遇到的问题,而引起串扰的根本原因就是边缘场导致攻击线和受害线之间产生容性耦合和感性耦合。在对引起串扰的原因进行分析的基础上,介绍了利用二维场求解器求解单位长度电感和电容矩阵的方法,在求得单位长度电感和电容矩阵以后,就可以建立传输线的SPICE电路模型,对电路系统的信号完整性进行研究。

多导体传输线电感及电容矩阵的计算与仿真

研究多导体传输线电感及电容矩阵中,常单元边界元法要求对边界离散得足够精细才能保证计算精度,导致计算效率低。为解决上述问题,提出了应用高次元边界元法离散导体边界,对微细的导线结构分别采用高次元边界元法与常单元边界元法进行对比计算分析,同时通过电磁场有限元软件Ansoft Maxwell对计算结果进行仿真验证。结果表明,当多导体电感及电容矩阵的数值达到稳定值时,采用高次元边界法,其导体离散的单元数大约是常单元边界元法的1/20,显著降低了离散单元数,提高了计算效率。

直流制式下机车变压器磁场分析及绕组电感计算

针对1台具有4个高压4个牵引绕组结构的机车变压器,用ANSYS软件分析了直流制式下机车变压器的磁场,并在此基础上计算了4个低压绕组的电感矩阵,讨论了4个低压侧绕组不同的连接方式对铁心磁场分布及绕组电感的影响.在比较计算结果及结合实际要求的基础上,推荐了一种较为理想的直流制式下变压器用做滤波器的绕组连接方式.

直流制式下多分裂式机车变压器用作电抗器时等效电感计算

用"场-路"结合方法分析和计算了一台双流制机车变压器在直流供电时用作电抗器的等效电感。在直流制式下,该变压器4个高压绕组并联开路、同一铁芯柱上的2个低压绕组串联用作滤波电抗器,整个变压器呈二端口网络。从4个低压绕组在铁心回路中产生磁场的相互方向关系考虑,4个低压绕组两两串联有4种可能的接线方式,且同一接线方式下还有双边工作和单边工作情况等。文中,在用ANSYS软件分析磁场的基础上计算了四分裂式变压器8个绕组的电感矩阵;接着,根据绕组连接列写电路方程求出端口阻抗,进而得到等效电感;并考虑了4个低压绕组4种不同接法和2种不同工况下的影响;最后,根据计算结果及对有关因素影响的分析,推荐了一种较为理想的绕组连接方法,即同一铁芯柱上2个低压绕组反向串联,且使得4个低压绕组各自产生的磁场呈漏磁场分布,这种连接方式电感值的理论计算与实测基本吻合。

RF-MEMS电感三维衬底耦合的扩展PEEC法分析

本文扩展了部分元等效电路（PEEC）法来分析RF-MEMS电感的三维结构衬底耦合.将电边界条件引入PEEC法中,从而得到包含了衬底耦合的电容矩阵;通过电荷源等效使得在部分元的计算中能应用均匀介质空间的格林函数;应用合适的网格单元尺寸而引人电磁场滞后效应,使得在较大尺寸器件和较高频段时仍能保证PEEC法的高精度.这些改进降低了分析的复杂度和计算量,并保持了高精度.根据该方法编制的程序的数值结果与已发表的实验数据吻合得很好.

螺旋电感高频电磁场耦合特性分析

螺旋电感在射频电路中占有很重要的位置,传统螺旋电感一般采用集总参数等效电路模型进行分析,而且由于螺旋电感具有高频频变特性,其耦合特性一般不会包含在高频电子器件手册中。针对此问题,以研究其电磁耦合特性为目的,采用有限元软件对螺旋电感进行有限元建模,并对其高频电磁场耦合特性进行仿真分析,得到了螺旋电感的一系列电磁场耦合特性。采用电磁场理论和有限元软件HFSS对螺旋电感进行分析能很好地反映出电感随频率的变化特性,适用于射频集成电路的设计。

PMSM（IPM）磁路饱和对交、直轴电感的影响

基于车用永磁同步电动机的特点，以一台三相内埋式永磁同步电动机为仍，借助Ansoft Maxwefl软件采用有限元方法分析磁路饱和对交、直轴电感的影响。确定电动机的交、直轴电感矩阵。为进一步控裁电动机提供指导。

一种确定两相感应电动机电感的方法及其dq变换

从磁场中的位能定义出发 ,经理论分析推导出了两相感应电动机的电感矩阵并将其进行变换 ,目的是为得到简化的电感阵模型 ,利用控制直流电机的思维模式 。

纵场磁体电源变流器均流分析

在纵场磁体电源变流器均流特性分析中,通过对桥臂分段和提取支路分布参数矩阵的方法,建立了大功率变流器桥臂的等效电路模型,计算了各个支路电流和变流器的均流系数。通过变流器的仿真模拟得到了桥臂电流演化,模型的仿真结果与理论计算基本一致,其均流系数均小于1.2的工程设计目标。

用三维有限元法计算分裂式变压器短路阻抗

为准确计算出分裂变压器高、低压绕组间的短路阻抗,首先采用ANSYS的三维静态磁标势法数值计算得出高压多并联支路与单个低压绕组间的多绕组电感矩阵,并依据电路理论将其简化为等效双绕组电感矩阵,进而得到短路阻抗百分比,并推导了高压各并联支路电流分配,最后给出一个概念设计的分裂式高温超导变压器算例。计算结果表明,低压各分裂绕组分别单独运行时,高压绕组的各并联支路电流分配不均,主要集中在与运行的低压分裂绕组紧耦合的高压支路中,故高压绕组与低压各分裂绕组间的短路阻抗主要由紧耦合的高压支路与低压分裂绕组间的漏磁路决定。

基于组合式场路耦合法的多绕组变压器建模与阻抗参数设计

为解决低励磁阻抗多绕组变压器建模、多绕组变压器复合短路阻抗及多并联支路间电流分配计算的问题,基于组合式场路耦合分析,给出一种高效、通用的多绕组变压器建模和阻抗参数设计方法。根据初步设计的变压器结构,采用磁场能量法,二次开发出基于ANSYS参数化设计语言(ANSYS parametric design language,APDL)的三维静态磁场专用分析程序,计算出多绕组电感矩阵,并以此为依据构建多绕组变压器的线性仿真模型,进行相关仿真研究。通过仿真结果反馈的信息适当修改变压器结构以满足要求。实验结果表明,所提方法能够准确计算出多并联支路间电流分配,各种短路工况下复合短路阻抗计算结果可满足工程实践的需要。

电缆电气参数不同计算方法及其比较

为了能够准确、方便地计算出电力电缆的电气参数,包括电缆的电阻矩阵、电感矩阵、电容矩阵、电导矩阵以及序阻抗等,分别采用Carson-Clem公式、《电力系统建模及故障分析》中的方法以及Matlab中power_cableparam功能所用的方法进行比较,研究它们针对不同结构和不同排列方式的电缆的计算原理,并给出正序模型和零序模型中相关参数的计算方法,再以不同结构的电缆为算例验证其准确性。比较结果显示,《电力系统建模及故障分析》中的方法在计算线芯和护套间电容时存在缺陷;power_cableparam功能所用的方法计算导体自身电阻时所用的是直流电阻,未考虑集肤效应和邻近效应,且只可用于计算相互等间距的电缆,对于非等间距排列电缆和带铠装电缆不适用。结果说明Carson-Clem公式在准确性和通用性方面是最优的,采用此方法可以为电缆的后续研究提供准确、可靠的电缆参数。

无轴承二极电机麦克斯韦磁悬浮力解析模型

针对相关电感参数难以通过实验精确测量而无法实现磁悬浮力精确控制的问题,根据电机磁路原理,推导出了拥有四极悬浮控制绕组的柱形转子无轴承二极电机各电感参数的一般化解析计算模型。基于该参数模型和电机电磁场虚位移原理,推导出了一般化Maxwell磁悬浮力精确计算模型,并结合电机具体特点给出了SPM永磁型和感应型无轴承电机的磁悬浮力精确计算模型和各自磁悬浮力解耦控制策略的分析,从而为进一步深入研究无轴承二极电机动态运行行为和设计高精确度解耦控制器打下了理论基础。