永磁被动补偿脉冲发电机放电电感计算与仿真

永磁被动补偿脉冲发电机的放电过程是一个复杂的电磁暂态过程,对永磁被动补偿脉冲发电机的数学建模存在模型过度简化、原理阐述不清以及计算求解困难等问题。提出了一种考虑电枢绕组尺寸与补偿筒涡流磁场影响因素、基于子域法等效求解的电感计算模型,并对一台样机建立了数学模型以及有限元模型,通过有限元仿真与解析计算结果对比,证明该计算模型相比现有模型精确度更高,适用范围更广,可用于被动补偿脉冲发电机放电过程的解析计算。

高速轴向磁通永磁电机环形绕组电感计算

高速轴向磁通永磁电机在小功率发电机组上有潜在应用前景。为消除齿谐波,高速轴向磁通电机一般采用无槽铁心和环形绕组结构。为了研究该绕组的电感,采用磁势法和绕组函数法给出了该绕组的电感解析表达式,能计入绕组基波和谐波对电感的影响。采用有限元方法验证了电感解析解的正确性。给出的结论对高速轴向磁通电机的后续稳态、瞬态分析提供了理论参考。

考虑交叉耦合影响的内置式永磁同步电机电感计算及转矩分析

内置式永磁同步电机的电磁转矩主要包括永磁转矩和磁阻转矩两种成分,转矩成分的准确分离和分析有助于进一步优化设计电机拓扑结构,提高电机的功率密度,而电磁转矩成分精确分析的关键在于交直轴电感的准确计算。该文针对内置式永磁同步电机的交直轴电感求解与转矩成分分析的实际问题,以一台8极11 kW的内置式永磁同步电机为例,对其进行建模仿真计算;通过对采用静磁场求解电感与瞬态场求解电感两类求解电感的方法进行对比分析,在此基础上提出了一种改进的静磁场快速求解交直轴电感的方法,并实现了对电机转矩组成的高精度分离提取和在电磁设计阶段对电磁转矩成分的预测。改进的静磁场求解电感的方法既能精确考虑交叉耦合效应,又能考虑不同负载下饱和效应的影响。此外,相较于瞬态场求解电感的方法,该方法有效减少了仿真步数从而缩短了仿真时长。最后,构建实验测试平台对目标样机进行了转矩测试,并与预测模型结果进行比较,实验结果验证了所提方法的准确性和有效性。

爪极电机空载时三维磁场的数值分析和电感计算

该文通过三维电磁场数值分析方法对一台 35A交流汽车爪极发电机的空载磁场分布进行了计算 ,分析了电机各部分的磁场以及电机气隙磁密波形 ,对于不同爪极截面处也进行了计算和磁场显示 ;在此基础上 ,利用能量摄动法进一步研究和计算了空载时电机各绕组的自感和互感 ,从而得出了空载时的相电压波形 ;与实测结果比较 ,证明了计算结果的正确性 。

斜槽电机中绕组电感参数的解析计算方法

采用斜槽可以减小电机的齿谐波电压,且可以大幅降低高频的电磁转矩脉动,从而改善电机的性能。由于采用有限元法分析这类电机性能时,计算过程比较复杂,而且比较耗时。因此,提出一种计算斜槽条件下的绕组电感参数的解析方法,基于二维坐标系中的气隙磁动势和磁导概念,利用空间谐波分析方法,计算出各绕组的气隙电感参数。利用所述方法,对比分析了不同斜槽角度对某台同步电机电感参数的影响,并且在一台定子斜一个槽距的同步发电机上进行了实际测试,实测结果验证了该方法的有效性和准确性。

表面磁钢无刷直流电动机的电感计算和数字仿真研究

由二维电磁场有限元法结合能量摄动法描述了无刷直流电机(BLDCM)电感的求解模型，分析并建立了BLDC系统的通用数字仿真模型，此模型适用于处理由BLDC所组成的时变网络系统，在MATLAB 50下进行了仿真计算，所得结果较令人满意。

干式带气隙铁心电抗器电感计算方法

笔者基于干式带气隙铁心电抗器磁场的有限元法数值仿真结果,对传统解析近似法计算铁心气隙衍射磁通等效导磁面积公式进行了修正,提出了一种改进解析近似法;将提出的方法用于实例计算,并与数值仿真结果比较,表明该方法能提高带气隙铁心电抗器电感计算精度。

具有永磁励磁的混合式爪极发电机空载磁场分析和电感计算

提出了一种具有永磁励磁的混合式爪极发电机 ,采用三维有限元计算 ,分析了该种结构电机的各部分磁场 ,并采用能量摄动法对电机的自感和互感进行了计算 ,所得结果与用MEC方法计算的结果进行了比较 ,证明了解的正确性与可行性 ,为进一步研究混合励磁爪极电机 ,奠定了一定的基础。

基于改进绕组函数法的感应电机偏心电感参数计算

针对大型感应电机常见的气隙偏心故障,提出了以绕组函数为核心的多回路建模方法,并对绕组函数法进行了理论推导,最后计算了电机各回路间的电感。基于所给出的计算方法,对一台1 200k W样机建立气隙偏心模型,并通过引入绕组函数平移系数进行更精确的计算。通过对改进的绕组函数法与传统方法以及有限元仿真的偏心电感计算结果的对比,表明改进的绕组函数法应用于计算偏心电机电感参数的可行性,并展示了其在偏心状况下电感参数的变化特点。

新型结构永磁屏蔽电机三维磁场分析和电感计算

采用三维有限元方法对一台用于屏蔽泵系统的新型结构永磁屏蔽电机进行了分析与计算。电机无转子铁心,结构简单且无转子铁耗。由于绕组端部漏感较大,必须采用三维数值方法计算。首先对电机进行了三维磁场分析,接着采用三维瞬态有限元方法计算了屏蔽套的涡流损耗,然后运用能量摄动法计算出额定负载时电机各绕组不同转子位置角的自感和互感值,再通过坐标变换获得电机的交直轴电感值。最后对实际样机的电感参数进行测量,测量结果与计算结果的一致性验证了计算结果的正确性。

脉冲磁体的电感计算

与有限元法相比,解析算法具有建模简单、可移植性强、计算效率高等优点,所以磁体设计时一般采用解析法计算其电感值。本文将主要讨论绕线磁体和铜皮磁体等两种磁体的电感解析计算方法。一般磁体电感的解析计算法,存在较多重复计算,使计算时间长、计算效率低。本文提出了一种改进计算方法,它剔除了重复计算步骤,可使计算效率大大提高。本文还依据安培环路定律和能量守定律推导出了一种解析铜皮磁体电感的计算方法,将每层铜皮逻辑划分为多匝,按绕线磁体计算,再将所得电感值经过折算便可得铜皮磁体的真实电感值。

基于励磁电感计算的双馈风电场送出变差动保护

解析推导双馈风电场送出变发生对称与不对称故障时,短路电流经变压器变换的表达式,进一步推导送出变两侧的短路电流经傅里叶算法计算产生偏差的解析式,并通过仿真验证了傅里叶算法工频相量计算表达式的正确性,表明双馈风电场短路电流频率偏移会导致傅里叶算法无法准确提取工频相量,从而导致传统变压器保护动作性能受到影响。提出一种适用于双馈风电场送出变的差动保护新方案,该方案直接计算各相的瞬时励磁电感数值与方差并形成判据,将该判据与比率差动和差流速断相结合构成差动保护判据。在Matlab/Simulink中建立带撬棒(Crowbar)保护的双馈风电场送出系统和保护仿真模型,考虑变压器空载合闸、不同故障位置和故障类型以及双馈风电场转速和短路容量比变化等情况,分别分析并验证差动保护新方案的适用性,对比分析传统差动保护与新方案的动作性能,仿真结果表明,该新方案能较好地提高双馈风电场送出变差动保护的速动性与可靠性,改善了风电场短路电流频率偏移导致差动保护不能准确动作的问题。

网孔矩阵法计算直线感应发射器的电感

电感计算是预测、分析线圈型电磁发射器动态特性的基础。为此,介绍了网孔矩阵法计算线圈电感的基本步骤和方程式,以一台三相直线感应发射器为例,给出了初级电感、次级电感数组,绘制了初级与次级间的互感及互感梯度随空间位置变化的曲线,对电感计算值与实验测量值进行了对比。结果表明,两者相对误差很小,网孔矩阵法完全可以满足工程计算需要,它是分析线圈型电磁发射器的有效手段,由它计算得到的互感及互感梯度空间曲线的描绘有利于深刻理解直线感应发射器的工作机理。

分数槽集中绕组永磁同步电机的电感计算

在少槽多极的分数槽集中绕组永磁同步电机中,存在幅值较大的次谐波和与基波绕组系数相同的高次谐波,特别是存在与基波绕组系数相同、转向相反、幅值很大、极对数与基波相差仅几对极的谐波。使得电机的电枢反应谐波磁场很强,与之相对应的谐波漏抗很大,电机的总漏电感很大,其基波励磁电感与传统短距分布绕组电机相比小很多。一般情况下,漏电感都比励磁电感还大。在对电机磁路进行理想假定的条件下,针对不同槽极数组合的单元电机,推导出该类电机电感参数的计算公式。其中,电枢反应基波励磁电感计算公式与传统的交流绕组相同,而电枢反应总电感和谐波漏电感计算不同于传统的交流绕组。

特种电抗器磁场分布与电感的有限元分析计算

研究输电线路中电抗器优化问题是提高输电效率的保证。为了克服传统数学物理方法计算电抗器电感量的繁琐和精度不高的缺点,同时直观地描述电抗器周围磁场的分布,针对特种水冷磁屏蔽电抗器,为保证输电系统的可靠性和电抗器的精确性,采用ANSYS软件仿真电抗器产生的磁场分布,并采用能量法计算出电抗器线圈的电感值。实验结果表明,ANSYS软件仿真电抗器磁场分布非常形象准确;计算电感值相当精确;能提高设计效率,有效降低研发成本,具有良好的工程应用价值,给出三维电磁场分析中建立双层空气模型的新方法,为设计提供了科学依据。

涡流检测线圈非对称工作态等效电感计算

提出了一种电涡流传感器检测线圈非对称工作态等效电感的计算方法,并建立了电涡流传感器检测线圈与被测导体的非对称模型。针对该模型,首先利用理论分析和有限元分析相结合的方法,推导出了非轴对称条件下线圈电感的计算公式,该公式描述了线圈等效电感随导体的径向、轴向位移,线圈与导体几何参数与电磁参数的变化规律;然后,选取一个典型的平面线圈样品进行了仿真与实验对比,对比结果表明:该公式的计算结果与仿真、实验结果具有较高的一致性,且相比于利用有限元分析,该公式能够快速、准确地计算出非轴对称工作态涡流线圈的等效电感。

中低速磁悬浮列车悬浮电磁铁线圈电感计算

采用传统磁路方法和有限元数值计算方法,对中低速磁悬浮列车悬浮电磁铁线圈电感进行了研究,得到悬浮电磁铁电感随着悬浮气隙、电磁铁线圈电流和电磁铁滚动角度变化而动态变化,在悬浮供电电源和悬浮斩波器的设计中应重点考虑。

长直平行双导线电感传统计算方法误差分析与修正

线路电感计算对于网络分析至关重要,针对同轴电缆和双导线回路两种基本线路形式,分析电感传统计算方法的有效性,并通过有限元数值法计算电感值。对比结果表明,随着双导线回路导线间距的减小,传统方法计算误差逐渐增大,分析了误差产生的原因。在此基础上,提出了在传统计算公式中加入修正因子来减小计算误差的方法,并给出了修正因子表达式。研究成果可为电力电子网络计算提供更准确的参数计算理论与方法。

新型变压器保护中相关电感参数的计算

介绍了变压器漏电感计算方法和改进的等效瞬时电感的计算方法。仿真试验结果验证了其正确性和有效性。

考虑船体涡流影响的舰船消磁线圈电感计算方法

舰船消磁线圈的电感值是影响消磁电源系统设计的重要因素。针对舰船结构复杂、船体涡流去磁效应显著等特点,提出一种基于时谐磁场仿真的消磁线圈电感计算方法,利用三维时谐磁场仿真提取线圈端电压和电流的实部和虚部,并根据阻抗相量表达式确定线圈电感值。重点分析壳体涡流的趋肤效应对电感计算结果的影响规律,提出壳体网格优化控制方法,计算实尺寸航母消磁线圈的电感,并对其影响因素进行分析。分别设计空心线圈电感解析计算模型和航母消磁线圈电感物理缩比模型,并对缩比模型电感进行实测。研究结果表明,空心线圈电感计算相对误差仅为1.8%,缩比模型的自感和互感计算的最大相对误差分别为7.1%和17.2%,有力验证了所提方法的有效性,为舰船消磁电源的设计提供了参考依据。