基于Ansoft Maxwell的永磁直流空心杯电机有限元分析

永磁直流空心杯电机是空心杯电机的一种,体积小重量轻、转动惯量小、工作效率高、功率密度高,在航空航天及国防军事装备领域得到广泛的应用。以永磁直流空心杯电机为模型,运用Ansoft Maxwell软件搭建仿真模型,进行网格剖分、材料赋予及激励源等设置。求解并分析模型在稳态的磁场分布及瞬态的输出特性,为电机的设计与优化提供参考依据。

基于Ansoft Maxwell的电磁阀二维仿真可靠性验证

利用Ansoft Maxwell软件二维/三维建模对电磁阀进行仿真分析被广泛应用于电磁阀设计。采用Maxwell建立电磁阀三维模型和二维轴对称模型,保持三维模型和二维模型求解参数一致,进行仿真分析。通过对比不同行程下三维模型和二维模型轴对称模型的仿真结果,验证了二维/三维模型电磁力大小的一致性,并且发现二维轴对称模型相比三维模型收敛次数少,仿真耗时短,计算精度高。采用二维模型代替三维模型对轴对称的电磁阀进行仿真计算,大大提高计算效率、缩短研发周期、降低研发成本。

基于Ansoft Maxwell 2D的开关磁阻电机仿真研究

基于A nsoftM axw e ll 2D的仿真环境,建立了开关磁阻电动机(SRM)的系统仿真模型。在建立仿真模型基础上,对电动机的基本特性进行了仿真研究,获得了电机不同位置时的磁场分布、静态电磁参数和动态性能仿真结果。仿真结果可以用于指导该型电机及其控制系统的设计和优化。

基于Ansoft Maxwell的电磁阀响应性能优化设计

利用电磁有限元软件Ansoft Maxwell对某电磁阀的响应性能进行优化设计,利用软件的变参数化计算功能,得到电磁阀的响应时间随弹簧刚度、弹簧安装力以及不锈钢无磁垫片厚度变化的关系曲线。通过仿真分析结果,对电磁阀进行改进设计,采取增大弹簧安装力、提高弹簧刚度和增加不锈钢无磁垫片的措施,使得电磁阀的响应性能能够满足发动机的输出要求。

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Ansoft Maxwell的动车组高压线缆屏蔽仿真

高压线缆用于动车组牵引系统中主变压器、逆变器等高压电气设备间的电力传输。连接不同功率设备的线缆长期处于复杂的电磁环境中,容易产生严重的电磁干扰现象。本文介绍了高压线缆外加屏蔽体的方案,并通过Ansoft Maxwell对方案进行屏蔽仿真,验证了高压线缆添加屏蔽金属管并且金属管接地可以有效地降低其磁场干扰。

基于Ansoft Maxwell的不同地形下输电线路电场分布研究

为分析500kV超高压输电线路下的电场分布问题,采用电磁场分析软件Ansoft Maxwell建立了500kV超高压水平排列输电线路在不同地形条件下的二维模型。分析了凹形地面、凸形地面、地面凹凸程度,及地形所处位置变化对输电线路电场分布的影响,并探讨了同一水平高度由于地形变化带来的电场变化,为非平原地区输电线的电场研究提供了借鉴。

基于Ansoft Maxwell的空气沿面介质阻挡放电仿真与研究

对空气沿面型介质阻挡放电(Surface Dielectric Barrier Discharge,SDBD)进行了仿真与研究,主要对不同介质材料、介质厚度、激励电压、电极尺寸、电极形状对放电特性的影响进行了研究。仿真结果表明:介质阻挡材料介电常数越大,越容易获得较大的电场强度;介质阻挡层越厚,获得的电场强度越小;激励电压越大,获得的电场强度越大;电极尺寸为25 mm×25 mm时获得的电场强度大于尺寸为45 mm×45 mm、35 mm×35 mm、15 mm×15 mm的;采用圆形电极获得的电场强度大于三角形电极、八边形电极、正方形电极。这对于研究空气沿面介质阻挡放电等离子体发生装置奠定了一定基础。

基于Ansoft Maxwell的中频感应炉仿真分析

本文基于交流感应炉的工作原理,结合市场上中频感应炉的规格参数和技术指标,利用AnsoftMaxwell进行中频感应炉的仿真分析,并得出了估算交流感应炉最佳工作频率的方法。本文立足工程实际问题,给出了AnsoftMaxwell从建模到参数分析的具体设计流程。

扰动空隙对稻谷电容式水分传感器精度的影响

[目的]揭示扰动空隙对电容式稻谷水分传感器检测精度的影响规律。[方法]基于Ansoft Maxwell静电场分析模块,建立并试验验证了稻谷群粒电容分析模型;基于上述模型,分别对平行极板式、同轴极板式、平面极板式电容谷物水分传感器开展了扰动空隙模拟试验。[结果]稻谷含水率为11.39%~30.30%,群粒表观介电常数随含水率升高而增大,平均变化范围为5.74~41.13;稻谷群粒电容分析模型计算结果的相对误差小于5%,证实了该分析模型的有效性;扰动空隙模拟试验显示,扰动空隙越大,引起的水分检测误差越大;相同扰动空隙下,含水率越大,检测误差越大,扰动空隙分布在不同的位置对检测的影响程度不一样,分布在电容器中电场线越密集的区域,引起的误差越大;此外,模拟试验获得了3种不同类型的电容式稻谷水分传感器的平均检测极差分布规律,表明平行极板水分传感器检测精度受扰动空隙影响最小,同轴极板次之,平面极板受影响最大。[结论]研究结果对优化电容式谷物水分传感器设计、降低扰动空隙引起的检测误差、提高检测精度和可靠性等方面具有参考意义。

车用微型永磁直流电机的齿槽转矩优化

过大的齿槽转矩会造成电机转矩波动、产生噪音和振动,是永磁电机高精度高性能优化设计的关键因素。研究中以某4槽10极汽车座椅永磁有刷直流电机为例,通过建立电机相应的电磁场模型以及理论分析,探究了电磁力、永磁体的极弧系数和偏心距参数对电机振动的影响,提出了减小齿槽转矩的电机结构综合优化方案。通过Ansoft Maxwell电磁仿真与实验测试,验证了所设计方案的有效性;与原设计相比,优化结构后的电机,齿槽转矩降低了85.95%,振动减小了80%,噪音减小了11%。

基于Maxwell2D的高速永磁同步电机磁场有限元分析

高速电机损耗的主要组成部分是定子绕组铜耗,若电机定子绕组铜耗高,将导致电机绕组发热严重、电机使用寿命短。为此,提出一种新的电机定子槽数与绕组线圈的搭配方案,依据给定的技术指标,运用Ansoft/Maxwell2D建立了一台高速永磁同步电机的二维有限元仿真模型,对其性能进行了仿真分析。仿真结果表明,电机定子槽数、尺寸与绕组线圈的搭配可影响定子绕组损耗,其中槽数与导线线径影响最大;其次,电机定子槽数、尺寸与线圈的合理搭配可显著降低定子绕组损耗,提高电机性能,上述研究结果为电机结构设计降低定子损耗提供参考依据。

基于Maxwell 14.0的永磁同步电动机有限元分析

以三相永磁同步电动机作为分析模型,采用Ansoft/Maxwell有限元分析软件建立了永磁电动机的有限元模型,计算了电机在稳态电磁场以及瞬态电磁场的内部磁场分布规律,为电机的优化设计提供了理论依据。

永磁同步电机冷却结构设计

以35kW永磁同步电机为例,通过Ansoft Maxwell软件对永磁同步电机损耗进行计算,并采用Fluent软件对温度场进行分析模拟,通过水冷仿真结构,得出温度场分布情况,设计出最佳的水冷结构。

基于星箭适配器的半主动隔振装置结构设计与静态性能验证

卫星发射过程中的振动环境非常恶劣,来自各个方向的振动激励频谱极宽,卫星极易遭到破坏而导致发射任务失败。而星箭隔振通过修改星箭适配器的结构,或是将隔振装置放入原适配器与星箭连接面之间以实现减振隔振。本文对传统PAF(Payload attach fitting,PAF)进行改进,设计了一种基于电磁力学的半主动隔振系统,应用Maxwell软件对其中的主动隔振模块进行静态性能仿真,并搭建了试验系统对仿真结果进行了验证。初步确认了所设计的装置可以满足隔振要求。

鼠笼式异步电机转子故障程度诊断方法

针对异步电机启动阶段转子断条故障检测问题,提出了一种基于同步压缩小波变换SWT的瞬态电流特征分析方法,通过时频分布图来判断转子是否存在故障。在此基础上,通过曲线拟合的方法给出了导条电阻与SWT系数能量谱之间的关系,进一步给出了确定故障预警值和报警值的方法。最后提出了一种判断故障程度的指标。采用Ansoft Maxwell软件建立笼型异步电机故障仿真模型,仿真实验结果表明,该方法能有效地诊断转子不对称故障并评估出故障程度。

超磁致伸缩驱动器磁路设计与仿真

磁路主要为GMA提供激励磁场与偏置磁场叠加的驱动磁场,驱动磁场强度直接影响GMA的输出位移。因此,GMA磁路的结构参数设计是提高电磁转换效率和充分发挥GMM棒特性的关键因素。通过分析GMA的工作原理,将GMM棒中轴线上的磁场强度均匀率作为评价标准和主要设计原则。在给定输出位移和输出力的基础上,分别对偏置磁场选取以及GMM棒、激励线圈、磁回路的结构参数进行设计;使用Ansoft Maxwell仿真分析GMA的磁路。结果表明GMA磁场分布更均匀,使均匀率提高到97.62%,验证设计的正确性。

双边双结构的感应式位移传感器

在电子刹车助力器中,对推杆的移动距离进行测量,针对原有内置感应线圈的感应式传感器存在有效量程受限的问题,提出了一种双边双结构的感应式位移传感器,通过改变激励线圈的结构和感应方式,提高了位移测量的有效量程比;通过Ansoft Maxwell对结构改变后的激励信号进行仿真,对不同相位差探究感应信号的影响和变化。实验结果表明:提出的双边双结构传感器在有效量程上,比内置感应线圈的感应式传感器提高了19%,同时该结构下验证了激励信号相位差为90°时为最优选择。

大型油浸式变压器箱体漏磁场屏蔽研究

为了解决大型油浸式变压器漏磁场引发的温升问题,采用Ansoft Maxwell仿真软件对大型油浸式变压器进行建模,从变压器的箱顶屏蔽长度、箱顶屏蔽厚度、箱壁屏蔽高度、箱壁屏蔽与箱壁距离和箱底屏蔽5个方面,对二维状态下的变压器漏磁场箱体屏蔽进行仿真,得到了屏蔽与漏磁通磁场强度之间的规律,确定了屏蔽参数。

适用于无线电能传输线圈的仿真与设计教学方法

随着科技的发展和社会的进步,无线电能传输技术开始走进并逐渐改善人们的生活,符合新时代人们对于供电的智能性和便捷性的要求。而线圈是无线电能传输装置必不可少的一部分,线圈设计将直接影响无线电能传输装置的性能。该文结合当下开展的无线电能传输课程,给出了一种适用于无线电能传输线圈仿真与设计的教学方法。首先给出了线圈的理论值计算公式;利用Ansoft Maxwell软件对线圈进行电磁仿真,验证了理论公式的正确性,并探究了线圈电气参数与物理参数之间的相关性;然后将仿真设计好的线圈带入PSIM软件进行电路仿真,证明线圈设计满足系统要求;最后制作可任意调节线圈自感的实际线圈,证明了线圈仿真设计正确无误。整个设计流程为无线电能传输装置的整体设计奠定了基础,为无线电能传输课程的教学提供了很大的帮助。