绕线转子无刷双馈电机的电磁计算方法

为了快速准确计算绕线转子无刷双馈电机的运行性能,基于无刷双馈电机的等效磁路与电路,提出了一种新型电磁解析快速计算方法。以一台100 kW的绕线转子无刷双馈电机为例,通过对比计算与有限元仿真的结果,证明了此分析方法的快速性与准确性。

电动车用永磁同步电机电磁转矩的解析计算

针对电动车车身结构振动和车内噪声的振源——永磁同步电机6i倍次(i∈N)转矩波动,研究了一种永磁同步电机6i倍次电磁转矩的解析计算方法。结合分布式驱动,根据永磁同步电机磁场梯形分布的特点,对永磁磁极在均匀气隙中的径向磁密进行傅里叶展开。通过Blondel-Park变换,将abc坐标下的磁链、电压变换成dq0坐标下的磁链和电压,提出一种分布式驱动用永磁同步电机6i倍次电磁转矩的解析计算方法,为分布式驱动用永磁同步电机的6i倍次振动提供了理论解释。计算结果与有限元计算结果比较,转矩波形基本吻合,证明此方法是正确、可靠的。

有限公式法二维涡流场计算技术及其在电机集肤效应计算中的应用

有限公式法是基于全局量的电磁场数值计算方法,用代数方程取代微分和积分方程描述电磁场物理规律,具有物理意义明确,计算过程简单等优点。该文扼要介绍了有限公式的理论体系和应用现状,阐明了全局物理变量与原空间和映射空间元素的关系;采用基于正弦时变电磁场的复数模型,详细推导了有限公式法二维涡流电磁场的计算公式;并研究推导出了有限公式理论中二类齐次边界条件和非齐次条件的处理方法。结合电机工程中的具体实例,计算了鼠笼电机转子导条的集肤效应,通过与有限元计算结果的对比,验证了方法的正确性。该文的工作,丰富和完善了有限公式理论在涡流场方面的计算技术为在其他工程问题上的进一步应用打下了基础。

电机电磁场的有限公式计算技术

有限公式方法是一种新型的基于全局变量的电磁场数值计算方法,该文针对工程中电机几何结构复杂的特点,研究了运用有限公式法计算电机内电磁场时的若干技术问题。提出了一个新的当网格单元形状为不规则三角形时的计算格式,避免了对大型矩阵的求逆运算。首次将全局变量中的源变量定义在原剖分网格上,将全局变量中的形态变量定义在映射剖分网格上,提高了在区域边界不规则的情况下多介质区域中磁场计算精度,和编程效率。该文还首次系统地介绍了有限公式方法中边界条件的处理方法,丰富完善了有限公式方法的理论体系。通过对一台实际电机的电磁场分步以及电气参数计算,并与有限元等方法的计算结果进行对比,验证了方法的可行性与正确性。

定子双绕组异步发电机漏电抗计算的研究

漏电抗的准确计算是电机设计中十分关键的问题。基于静止励磁调节器的双绕组异步发电机定子绕组漏抗计算比传统的三相电机更复杂。首先给出了定子双绕组异步电机通用数学模型及等效电路,采用解析法对不同绕组结构的定子双绕组异步电机漏电抗计算进行了系统地分析,导出了相应的计算公式。最后,利用所得计算公式设计了一种静止励磁调节器控制的定子双绕组异步发电机,并对其定子漏电抗参数、性能指标及运行特性进行了计算。

永磁外转子爪极发电机的漏磁计算

针对具有特殊结构的永磁外转子爪极发电机复杂的漏磁计算问题,在对电机的结构、材料、特点以及运行机理进行分析的基础上,首先采用常规的磁路分析方法,建立了电机的等效磁路模型,推导出各部分的漏磁阻及漏磁通计算公式并进行了相应的分析;然后利用有限元分析方法建立了电机的三维电磁场分析仿真模型,并对电机的各部分漏磁进一步加以分析计算;最后对磁路和有限元两种方法的计算结果加以对比研究,用相对准确的有限元计算结果来修正磁路计算法中磁阻公式的系数;达到了运用简单磁路公式快速准确分析该种复杂结构电机漏磁的目的。

定子永磁式双转子电机设计与实验研究

提出一种应用于混合动力汽车驱动系统的新型定子永磁式双转子电机,即将双转子电机概念与永磁磁通切换电机相结合,以获得高转矩密度、低转矩脉动及高功率密度,满足混合动力系统对于小型轻量化及平稳运行的需求。本文对新型定子永磁式磁通切换双转子电机的拓扑结构及其混合动力驱动系统的工作原理进行了介绍,详细分析了内外电机的设计方法及基于转矩脉动最小的尺寸优化,并利用有限元方法对电机电磁性能进行了仿真。仿真表明了电机设计的合理性,通过原理样机实测数据验证了电机设计的有效性,并显示了内外电机具有的快速响应性能,说明此结构双转子电机可有效提高转矩密度,减小转矩脉动,通过合理设计能满足HEV应用功率需求。

基于集肤效应的空心抽油杆电热系统的数值计算

基于集肤效应原理及电磁场有关耦合理论,利用有限元方法,推导了描述交流电加热井下原油的数学物理模型。在数值计算中,假设在同一级空心抽油杆和杆内电缆在每个截面上的电磁场完全相同,并忽略空气中的漏磁。根据建立的模型,对加热系统中空心抽油杆及杆内电缆的电磁场进行了模拟和分析,得出了在不同的操作频率下,空心抽油杆及杆内电缆的电流密度分布情况以及频率与集肤深度的关系。计算结果表明,电流频率越高,集肤深度越小。对空心抽油杆而言,电流主要分布在杆体的内表面上,因而该装置使用安全。

定子永磁式双转子电机电磁性能分析

为了提高双转子电机的转矩密度,实现其应用于混合动力汽车驱动系统的小型轻量化和平稳运行的需求,提出一种三相12/22/12极定子永磁式磁通切换双转子电机结构,其绕组和永磁体均位于外定子和内转子上,外转子上无绕组和永磁体,避免了外转子的冷却问题。对定子永磁式磁通切换双转子电机的拓扑结构及工作原理进行了介绍,采用有限元方法对电机磁场分布、气隙磁密、永磁磁链、空载反电动势、电感及转矩等电磁性能进行了分析。研究结果表明,提出的定子永磁式磁通切换双转子电机结构具有内外电机磁场耦合小、空载反电动势正弦性好、转矩密度大、转矩脉动小的特点,并通过原理样机实验结果验证了电机设计的有效性。

渐近波形估计技术应用于导体柱RCS方向图的快速获取

本文基于渐近波形估计(AWE)技术和矩量法(MOM)快速预测任意形状导电柱体(PEC)的单站RCS 方向图.首先采用矩量法求解导体柱的电场积分方程，得到导体柱在某一给定方向入射波照 射下的表面电流的低阶矩量，然后利用AWE技术求出在任意方向入射波照射下用有理分式函 数表示的表面电流，进而计算出RCS方向图.计算结果表明AWE完全能逼近MOM精确计算的曲线 ，同时在计算速度上可加快几十倍.

电机优化设计技术发展情况

在分析电机优化设计技术文献的基础上,总结了国内在电机传统优化设计方面的特点,几种主要的新型算法及其在电机设计中的应用,电磁场逆问题的优化设计,以及电机优化设计技术的发展动向;并对该领域未来的发展趋势作了展望。

十五相电机电磁场的三维有限元分析

对大型复杂结构的十五相感应电机进行了三维有限元时谐电磁场分析计算。建立了精准的三维有限元电机模型,给出了定转子电流密度、整个矢量磁密分布,对其进行了分析说明,获得了气隙径向磁通密度结果,并进行了谐波分析。三维有限元电磁场计算可得到精确的电磁场分布及电机性能参数,对新型结构多相电机研制能给出依据,在结构优化设计方面也能起到借鉴作用。

基于一种新型数值算法的电磁场仿真研究

在电磁场的数值计算中,一般采用有限元法进行模拟仿真。但由于传统有限元法系统解的精度受剖分单元数目以及计算阶数复杂程度的影响,使得有限元法的计算效率并不高。为了提高电磁场数值计算效率,在有限元法中引入梯度光滑操作,提出一种新型基于边的光滑有限元算法,利用Matlab对长直接地金属槽和电动车整车二维电/磁场两个算例进行编程仿真分析。结果表明梯度光滑操作能使离散系统更接近连续系统,计算精度和计算效率都得到明显的提高。

采煤机电控箱冷却方式的分析

针对解决采煤机电控箱冷却方式问题的分析,对目前使用的采煤机电控箱用冷却方法进行了介绍,其中包括空气冷却系统、散热片冷却方式和夹层式水冷却方式,探讨了采煤机电控箱冷却效果的理论依据,讨论了采煤机电控箱壳体的导热理论和冷却水的散热原理,给出了计算方法。为采煤机电控箱散热方式的选择提供了理论依据。

考虑空间谐波磁场作用的异步电机电磁转矩通用算法

本文介绍了异步电机电磁转矩的通用算法。这种算法具有三个特点：（１）充分考虑空间谐波的磁场作用。（２）电机绕组可以任意方式连接；（３）计算结果真实、准确，适合电机动态仿真计算。

圆弧边界单元及其在旋转电机磁场计算中的应用

本文提出圆弧边界单元和扇形内部单元的新的剖分方法,从而更准确地描述电机类旋转电气设备中电磁场场域几何形状,提高数值计算精度。在计算圆弧单元的奇异积分中采用级数展开方法。对大型汽轮发电机空载磁场的实例计算表明,圆弧边界单元具有剖分简单、精度高等优点。

电机暂态过程电磁场数值计算的一种新方法

为了应用有限元频域算法计算具有相对运动的电机时变电磁场,本文采用了有限元电机气隙单元算法,并对其作了改进,从而大大地减少了计算量,由于电机定、转子上的矢量磁位在频域内分布不同,本文提出了分区算法,解决了定子、转子相对运动时的频域计算问题,最后用—模拟发电机空载特性的计算与实验结果作了比较,对该算法进行了验证。

电磁继电器触簧系统机械特性的计算

采用变形能法和电网络法分别对电磁继电器簧片柔度和挠度的计算作了理论推导 。

使用改进的时域积分方程法计算导体目标的瞬态散射

本文推导了一种改进的时域积分方程 (TDIE)方法 ,用于计算任意导体目标的瞬态电磁散射问题 .采用隐式时间步进法 ,对典型导体目标包括尖劈板、立方体、导体球和球冠锥体进行了求解 ,得到了正确的瞬态响应结果 ,没有发现后期不稳定性现象 .

电磁继电器触簧系统机械特性的计算

本文采用变形能法对电磁继电器触簧系数柔度计算进行了理论推导,利用电网络法推导了簧片挠度的计算公式,推导结果对于电磁继电器触簧系统的计算与设计具有理论指导作用。