基于Ansoft的比例电磁铁建模与仿真

针对比例电磁铁结构参数难以获得问题,提出基于其组成结构及设计原理、依据样本输出特性反求电磁铁结构参数的方法,据此利用Ansoft软件建立比例电磁铁有限元模型。不同输入电流下仿真所得行程-力特性曲线表明,其趋势与理论分析相一致、数值上与样本特性参数相吻合,说明所建比例电磁铁模型能正确反映其工作特性,可借助联合仿真将其作为比例电磁阀AM ESim模型中的信号转换单元,从而为含有比例电磁阀液压系统的AM ESim仿真提供基础保障。

基于Ansoft的高速开关磁阻电机有限元分析

分析了开关磁阻电机结构和数学模型,设计了一台1 kW三相6/4极高速开关磁阻电机样机结构参数。利用有限元软件Ansoft详细地对该样机的电磁参数进行了仿真计算,仿真结果验证了电机设计的正确性。同时为SR电机的优化设计及进一步的研究提供了理论依据。

基于Ansoft的盘式磁力耦合器的仿真研究

盘式磁力耦合器是一中新型的传动装置。根据盘式磁力耦合器的机械结构和工作原理,利用Ansoft Maxwell软件对盘式磁力耦合器进行了三维建模和仿真分析,得出的磁感应强度云图和涡流密度矢量图验证了仿真设置的正确性,绘出了输出转矩与永磁体轴向长度、气隙和导体盘厚度所能传递力矩的影响曲线。为盘式磁力耦合器的设计提供了参考。

基于Ansoft在“电机学”课程教学中应用

为了使学生更好地学习“电机学”这门课程,在“电机学”的教学中引入Ansoft有限元软件建立虚拟电机模型,使学生能够更加深刻地理解电机的结构及其原理。首先,引导学生学习Ansoft软件的功能和各个模块的应用,文章根据已有的一款表贴式三相永磁同步电动机的参数,建立虚拟电机模型,利用Maxwell 2D模块进行有限元分析,得到该电机的定子、转子磁场的磁力线、气隙磁密和铁心损耗等相关性能数据。通过建立虚拟电机模型可使学生的抽象思维能力得到提高,更好地理解电机学和电磁场相关的理论知识,改善教学效果。

基于Ansoft Maxwell与Simplorer的磁控电抗器建模方法研究

建立准确反映磁控电抗器动、静态特性的数学模型对提高应用场景下对象的控制性能具有重要意义。在已知磁控电抗器的结构、材料、电压等级和容量的前提下,使用Ansoft Maxwell与Simplorer软件平台,通过场路耦合等多物理域联合计算,给出了一种通用的磁控电抗器建模方法。该方法不仅能准确得到磁控电抗器的静态特性,而且能通过各工作点下的阶跃响应得到电抗器的动态特性。算例结果表明,建模过程按步骤操作,建模结果准确,可以使用简单控制方法实现控制目标,控制效果好。

基于Maxwell 3D瞬变电磁法三维正演研究

瞬变电磁法(TEM)是一种时间域电磁法,在地球物理勘探领域得到广泛应用。目前三维反演的快速性与精确度均存在着很多问题,这就需要三维正演分析提供支持,但是应用于瞬变电磁法的专业三维正演软件非常缺乏。基于此,本文创新性地将Ansoft Maxwell 3D引入瞬变电磁法地质探测的正演分析中,建立了均匀半空间瞬变电磁正演模型,与传统的电磁模型分析软件EMMA进行对比,证实了Maxwell用于瞬变电磁法正演的可行性与有效性;同时,还构建了低阻三维地质异常体的Maxwell正演模型。仿真结果可以很好地反映地下异常体的存在,证明Ansoft Maxwell 3D能很好的应用于TEM正演模型的构建与分析。

感应式非接触角度传感器电磁耦合系统设计

感应式非接触角度传感器性能优良,日益得到广泛应用,其在植入式医疗器件状态监测领域的应用前景尤被看好。对作为感应式非接触角度传感器基础的电磁耦合系统进行设计研究。详细分析了感应式非接触角度传感器的基本测量原理,并基于该原理使用电磁场有限元分析软件Ansoft Maxwell 3D对其电磁耦合系统进行了仿真设计并制作了样机,实验结果证明了仿真研究和设计结果的合理性和可行性。

磁悬浮开关磁阻电动机悬浮有限元分析计算研究

提出了五自由度磁悬浮开关磁阻电动机通过使用有限元软件Ansoft来计算悬浮驱动电流的方法。介绍了一种五自由度磁悬浮开关磁阻电机结构,分析了三自由度磁轴承的工作原理和二自由度磁悬浮开关磁阻电动机的悬浮原理,接着采用Ansoft软件对磁悬浮开关磁阻电机进行有限元分析计算,得出悬浮驱动电流曲线,从而实现了通过有限元分析计算代替传统的以研究控制对象数学模型为主的研究方法。该方法对磁悬浮一类电动机的悬浮控制研究有一定的意义。

瞬变电磁正反演技术在掘进工作面超前探测中的应用

为讨论瞬变电磁法共轴方式对掘进巷道前方低阻异常的有效性,运用Ansoft Maxwell 3D软件建立地下全空间模型,并在发射线圈中供以斜跃阶脉冲电流。模拟结果表明:供电电流上升阶段,一次场最大值位于发射框周围,呈同心环状向外围扩散并逐渐减小,并在圆柱形低阻异常体中激发涡流场。随着电流增加,一次场逐渐增强,趋肤深度逐渐增加。随着电流保持平稳,一次场强度和趋肤深度均趋于稳定。电流下降阶段,一次场强度和趋肤深度变化规律与电流上升阶段相反,随着供电电流的下降逐渐减小。在电流关断时刻,一次场完全消失,并激发起二次场。电流关断阶段,二次场强度呈指数方式急剧衰减,其矢量方向与一次场一致,表明低阻异常体对一次场有良好的响应。采用井下共轴方式,在龙门峡南矿开展超前探测,经解译迎头左下方呈现低阻异常。根据探测结果,掘进30m后布置了2个超前钻进行验证,在40m左右的位置瞬时水量突然增大,验证了超前探测的准确有效性,确保了掘进安全。

高压输电线路特殊地形电场的数值分析与研究

为探讨高压输电线路下特殊地形的电场分布问题,利用Ansoft Maxwell软件建立了带地线的水平排列500 k V输电线路模型。分析了各种可能存在的特殊地形所对应的数学模型下电场分布特性,结果表明,最大场强值与地表面的曲面程度很有关系,曲面所表示的数学模型不同其电场值相应也会有所不同,其走廊宽度也发生了变化。

磁粉离合器仿真分析研究

提出了基于三维磁场仿真分析的磁粉离合器电磁场分析方法。利用Ansoft电磁场仿真分析软件,建立磁粉离合器的三维仿真模型,通过较为精细的自适应网格对其力矩—激磁电流关系、力矩—滑差特性进行了分析,分析结果表明仿真分析数据与试验数据相一致,确定了磁粉离合器主要设计参数与其性能之间的定量关系,可以作为进行磁粉离合器优化设计的基础。

牵引回流对计轴设备的影响分析

计轴器作为列车占用轨道区段的重要检测设备,其工作性能对铁路安全运营有着重要影响。根据计轴器的尺寸及结构在Ansoft Maxwell中建立三维模型并进行有限元分析,研究计轴器周围磁场的分布以及车轮对其工作状态的影响。在Simulnk中建立AT式牵引供电系统、CRH2型动车组仿真模型,并基于Simplorer平台对牵引供电系统的Simulink模型及计轴器的三维Maxwell模型进行联合仿真,分析牵引回流对计轴器的影响。该联合仿真模型能够为现场案例分析、计轴器抗干扰优化设计提供理论依据。

一种小型宽频带缝隙天线的设计

设计一种结构新颖紧凑的小型宽频带(带宽10 GHz)微带天线。以24 mm×23 mm×1.6 mm的FR4为基底,在基底接地面中心位置设计一个正六边形和一个对称的十字交叉型贴片组成的缝隙来增大工作带宽,基底另一侧是一条微带线。用电磁仿真软件Ansoft HFSS对该天线进行模型仿真和结构优化,并进行加工和测试。结果显示该天线工作频段覆盖3.6～13.6 GHz,阻抗带宽为116%,辐射特性良好,给出了反射损失曲线和辐射方向图,测试结果与仿真结果基本相同,为宽频带无线通信的研究提供了一定的参考。

ALA转子电机的有限元模型

用Ansoft软件建立ALA转子电机计算d、q轴参数时的2D有限元模型,在转子采用x、y轴两方向取不同的相对磁导率后,结果表明转子用各向异性线性模型能满足d、q轴参数计算要求,并且也能反映转子的饱和特性,而各向同性模型仅在求d轴参数时是可行的。至于在瞬态磁场分析时各向异性线性模型是否合适还需要作进一步的研究。

风机用单相异步电机的设计与分析

单相异步电机是常用的一种电机,具有成本低、控制简单的优点。基于Ansoft/Maxwell有限元分析软件建立异步电机的二维模块,分别使运转电容C取不同的值,获得电机的性能参数(Tav、IA、IB、θ),综合对比性能参数得到最佳运转电容C值。为单相异步电机运行电容C值的确定提供一个参考方法,具有一定的理论依据。

全空间瞬变电磁法三维正演模拟与现场试验研究

运用Ansoft Maxwell有限元软件模拟井下瞬变电磁法的运用,设计斜阶跃方波脉冲激励,进行瞬态求解,重点研究电流关断前后感应磁场的时空分布与变化规律。三维模拟表明:接收框体电导率大,其中心二次场更强、衰减慢;低阻异常体积大,其二次场影响和分布范围更广、衰减快。在实际应用时,若关断时间过小,早期接收信号可能为接收框感应二次场。若关断时间过大,晚期接收信号仍可能来自于接收框感应二次场。因此,在井下运用瞬变电磁法探测时,其有效探测范围是有限的。相比而言,低阻处浅部盲区小,探测浅;而其它位置盲区大,探测深。

兆瓦级直驱永磁同步风力发电机系统研究

针对兆瓦级海上直驱永磁风力发电系统性能要求高、调试难度大、研制周期长,研究一种电机设计与控制优化结合的场路耦合仿真研究方法。针对带有斜极斜槽结构的发电机性能受多参量耦合影响、PI控制的模型依赖性,研究了利用多变量、多目标耦合优化电机尺寸参量,利用Ansoft有限元法建立发电机精确模型。基于Maxwell与Simplorer对发电机侧双闭环PI控制进行了场路耦合仿真,模拟了四种不同风速扰动、电磁耦合影响参数摄动共同作用下的动态起动过程,结果验证了系统实现最大功率追踪的可行性。

长直螺线管的电磁场分析与仿真

根据电磁感应定律和螺线管电流磁场的特点,建立长直螺线管内部和表面的磁场的有限元模型.依据比奥-萨法尔定律和安培环路定理,对长直螺线管磁场进行理论分析和数学推导,得到其磁场分布的特点及其解析解.利用Ansoft Maxwell 3D工程电磁场有限元软件对其进行仿真,验证了结果的一致性及利用ANSYS软件进行电磁场分析的直观性和便利性.

车用电机定子铁芯损耗的分析与计算

定子铁芯损耗是车用永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)的主要损耗之一,对其深入分析与计算,可为电机的效率提升和散热优化指明方向。文章运用Ansoft Maxwell软件对工作在25kW、3 000r/min和25kW、7 200r/min 2种工况下的电机进行了电磁场仿真,比较分析了与定子铁芯损耗关系密切的磁密变化。根据分析结果,提出了一种考虑旋转磁化、局部磁滞回线和谐波涡流的损耗计算模型,并用该模型计算了2种工况下的定子铁芯总损耗。对工作在相应工况下的电机进行试验,结果表明计算值与试验值相比误差均在8%之内。

基于maxwell的圆筒式永磁耦合器建模设计与分析

圆筒型永磁磁力耦合器是一种新型的磁力传动装置。本文根据圆筒型永磁磁力耦合器的结构和原理,基于Ansoft Maxwell软件,在三维瞬态求解器下建立磁力耦合器的模型,进行仿真计算,最终根据后期处理的结果确认剖分和尺寸的初步建立的正确性,为磁力耦合器的设计优化提供参考依据。