基于ANSOFT开关磁阻电机建模与控制策略的仿真研究

基于ANSOFT软件建立开关磁阻电机二维和三维有限元模型,采用不同控制策略对开关磁阻电机有限元模型进行动态仿真研究。将有限元仿真结果与MATLAB仿真结果进行比较,结果表明有限元法建立的模型及其驱动系统有利于对电机转矩和磁链特性进行准确分析,同时能指导开关磁阻电机及其控制系统的设计和优化。     

基于有限元分析的永磁无刷直流电动机优化设计

基于有限元分析建立了永磁无刷直流电动机的二维和三维有限元模型。在二维分析中,从考虑起动过程和不考虑起动过程两个方面仿真计算了电机的机械瞬态下电机特性和性能。在三维模型中,根据磁场在电机中的分布,分析了磁路和尺寸设计对电机性能的影响。从而提出了一种对电机优化设计的一套完整方案。最后将仿真结果与实验结果进行比较,验证了仿真的可行性和可靠性。     

NPC三电平中IGBT焊料层多物理场耦合失效分析

针对传统的多物理耦合分析建模方式需要试验来提取参数,同时电物理参数的提取难度大,静态功耗的计算正确性难以保证、耗费了人力物力等问题,提出一种利用IGBT动态模型来分析焊料层多物理场耦合失效的方法。首先对IGBT模块进行动态仿真,使用Simplorer软件计算NPC三电平逆变器的动态功耗;然后使用动态功耗在ANSYS软件中进行三维有限元建模;最后利用三维有限元模型求解出电-热-力多物理耦合失效分析的解。分析功耗仿真结果可知,逆变器内侧IGBT的功耗要比外侧IGBT高,有限元分析结果验证了动态模型可以准确仿真三电平逆变器功耗不均衡问题。分析三维有限元耦合仿真结果可知,与传统IGBT电-热耦合仿真相比,结温仿真模型误差减小了10%。电-热-力多物理场耦合模型可以更好的显示IGBT焊料层存在缺陷时的多场应力状态。研究结果表明,该方法操作简单,动态功耗求解结果和多物理耦合应力分析结果准确度较高。     

基于有限元分析的永磁无刷直流电机设计

当今国内外在对电机进行有限元分析时,主要观察电机的二维磁场分布,没有对电机的起动过程和稳态特性进行分析。基于有限元分析建立了永磁无刷直流电机的二维和三维有限元模型。在二维分析中,从考虑起动过程和不考虑起动过程两个方面仿真计算了电机的机械瞬态下电机特性和性能。在三维模型中,根据磁场在电机中的分布,分析了磁路和尺寸设计对电机性能的影响,从而提出了一种对电机设计的一套完整方案。最后将仿真结果与试验结果进行比较,验证了仿真的可行性和可靠性。     

基于有限元的变流器功率单元辐射电磁干扰仿真分析

为了分析变流器功率单元的辐射电磁干扰问题,提出了根据有限元理论及网格划分技术的三维模型简化方法。首先利用有限元数值分析软件ANSYS对变流器功率单元进行了三维实体简化建模,并采用现场测试与电路仿真两种方法获取了辐射电磁干扰的干扰源。基于简化后的功率单元三维模型对辐射电磁干扰情况进行仿真,对该辐射电磁干扰进行现场测试,并将两种仿真与实际测试结果进行对比分析。最后根据三维仿真对功率单元内部的驱动板受扰情况进行了分析,研究表明提出的三维模型简化方法和辐射电磁干扰仿真方法可为变流器的电磁兼容性能分析与预测提供参考。     

基于有限元法的永磁直流电机三维稳态温度场分析

永磁直流电机在实际运行中由于各种损耗而引起发热问题,影响电机的可靠性及寿命。本文分析并推导了电机的等效热源,计算了定、转子各端面的散热系数,使用有限元软件ANSYS建立了永磁直流电机的三维有限元模型,对永磁直流电机进行三维温度场仿真,得到了电机额定状态下的温度分布。将仿真结果与热像仪测试数据进行比较,验证了仿真方法的有效性,为永磁直流电机的可靠性分析奠定了基础。     

刚柔耦合的行星齿轮传动系统动力学分析

为了进行行星齿轮传动系统的刚柔耦合模型动力学分析,利用三维建模软件建立了行星齿轮传动系统的实体模型;利用有限元软件,通过生成模态中性文件建立了轴的柔性模型;并借助动力学分析软件,对刚性和刚柔耦合两种不同的模型进行了运动仿真。分析了不同模型仿真得到的高速级齿轮的啮合力、位移、角速度和角加速度。结果表明刚柔耦合模型的仿真结果更具实际意义。     

基于Ansys的短路脱扣器电磁吸力仿真研究

借助三维场分析软件Ansys建立短路脱扣器三维有限元模型,通过分析静态电磁特性,得到了短路脱扣器电磁力与动、静铁心间空气气隙的关系特性。研究仿真脱扣器模型外部的空气体对仿真影响,可为类似Ansys仿真分析提供借鉴,也可对实际产品技术指标提升和产品优化设计提供建议。     

330kV高压输电线路对人体稳态电击的研究

利用有限元法分析人体站在330kV输电线路下方的稳态电击情况,仿真计算了试验线路下方铁棒的感应电流,将实际测量结果与有限元计算结果进行对比,误差仅为7.09%,验证了该方法的合理性。在有限元分析软件COMSOL Multiphysics建立330kV输电线路的三维模型和简化的人体三维模型,计算了人体感应电位、感应电流密度和表面畸变场强的分布,并定量地分析了绝缘状态、线路高度以及人体在线下的位置对场量的影响。     

基于 场路耦合的调速永磁同步电机损耗及温度场分析

基于ANSYS/Maxwell、Simplorer和MATLAB/Simulink仿真平台搭建了调速内嵌式永磁同步电机（IPMSM）场路联合仿真模型,进行了最大转矩/电流（MTPA）和弱磁调速控制策略下电机场路耦合仿真,得到了不同控制策略及不同负载状况下电机动态特性;采用三项铁耗分离模型,计算了不同工况下考虑谐波时的定子铁耗、转子铁耗、永磁体涡流损耗;搭建样机三维温度场有限元模型,通过有限元电磁场与温度场双向耦合仿真,分析了电机在不同工况下的温度场分布;实验结果验证了损耗及温度场分析结果的正确性。     

绕组结构对配电变压器短路电动力的影响分析

本文中作者基于10kV配电变压器的具体结构参数,利用Comsol有限元仿真软件建立了三维模型,分别对圆形和椭圆形绕组进行了仿真分析。     

基于定子永磁拓扑的混合式步进电机二维等效模型构建方法

齿层比磁导法和三维有限元法是目前分析混合式步进电机的主要方法。然而,齿层比磁导法难以考虑铁心叠片间绝缘层磁阻对永磁磁场轴向非均匀分布的影响、计算精度较差,三维有限元法计算过程复杂、耗时较长,为此提出一种基于定子永磁拓扑的二维等效模型构建方法及其二维有限元分析。该方法通过电机结构等效变换和轴向分段将混合式步进电机转子永磁三维模型等效变换为定子永磁二维模型,并采用对三维模型、二维模型分别进行一次空载有限元静态仿真的方法确定二维等效模型参数,能够考虑永磁磁场轴向非均匀分布的特性,具有模型建立简便、计算精度高、耗时少的优点。通过三维有限元仿真验证了该方法的可行性和准确性。     

分体式油浸自冷变压器散热器布置方法研究

以一台分体式油浸自冷变压器为例,建立了三维仿真模型,根据有限元计算结果,分析了分体式变压器散热器水平与垂直布置方式对温度场和流速场的影响。     

基于二元模型的电阻抗成像方法

建立了一种双模型电阻抗成像系统,旨在解决一元模型电阻抗成像系统中耗时较多的问题。基于精细化三维圆柱体模型进行电阻抗正问题分析,采用粗梳三维圆柱体模型进行逆问题求解。在双模型成像系统中,基于稀疏矩阵建立映射公式实现粗疏有限元单元和精细有限元单元的匹配和转换。通过计算机仿真,在该系统中运用基于修正的Laplace Guass‐New ton重建算法可以得到相应的阻抗重建图像,实验结果验证了双模型系统的正确性和可行性。     

高压真空断路器主轴系统优化研究

应用有限元方法,建立了12 kV高压真空断路器主轴系统的三维模型,对断路器在合闸状态时装配有不同数量支撑轴承座的主轴变形情况进行了深入的有限元仿真研究。在此基础上,对采用不同数量轴承座支撑主轴的断路器进行了机械特性测试,将试验结果与有限元仿真结果进行了对比分析,结果表明,通过减少主轴支撑轴承座的数量,可以促进断路器的装配工艺简化以及主传动系统的优化,并降低了断路器的成本。     

非晶纳米晶可控电抗器三维磁场分析

采用有限元软件Magnet对单相非晶纳米晶可控电抗器进行了三维有限元仿真。通过建立三维简化模型、对其在不同电压下进行三维时谐场分析,获取了控制特性数据及三维磁场分布。仿真与实验结果表明,磁场分布的数值计算与控制特性的实验相符合。该方法有助于精确了解非晶纳米晶可控电抗器的内部磁场分布和控制特性,对电抗器的工程设计与运行分析具有有益的理论指导与实践参考价值。     

爪极电机的三维有限元建模与仿真

针对爪极发电机复杂的内部磁场计算问题,该文利用Ansoft软件的Rmxprt模块生成某电励磁爪极发电机的三维有限元模型,并在Maxwell 3D中对模型进行了优化,结合电机绕组的电路模型,构建了电机三维瞬态仿真模型。在此基础上,对发电机的空载输出电压进行了仿真,仿真波形与实测空载电压波形符合较好,验证了模型的正确性。最后,利用Ansoft后处理功能,分析了电机气隙磁场分布特性。     

立体十字型铁心漏磁屏蔽结构

为了验证立体十字型铁心对漏磁通的屏蔽效果,通过建立有限元仿真模型进行三维磁场有限元仿真计算,并在原结构的基础上进行了一定优化.     

电力变压器的有限元建模与绕组松动分析

为了研究预紧力大小与变压器绕组松动缺陷的关系,通过有限元分析了不同预紧力对变压器振动信号的影响。利用三维绘图软件Pro/Engineer绘制变压器模型,导入有限元分析软件ANSYS Workbench进行模态分析和谐响应分析,并分别与激振实验和短路试验的结果进行比较,得到了变压器固有频率随着预紧力降低而减小的结论。进一步研究发现,施加激励力后预紧力的变化对振动信号也有较大的影响,变化趋势由不同位置处的结构决定。将100 Hz基频振动信号作为分析对象,研究其随预紧力变化的规律,并分析绕组的松动程度。仿真和实验结果的对比验证了所建模型的正确性及通过有限元模型对变压器绕组松动进行仿真的可行性。     

零磁通式电动悬浮等效模拟系统的特性分析与实验

该文提出一种等效模拟零磁通式电动悬浮的系统,阐述系统的工作原理和结构组成,并结合有限元仿真与实验测试对系统的电磁力特性进行分析.建立系统的三维有限元模型,研究了线圈运动速度、磁体垂向与横向偏移、线圈极距对系统性能的影响规律.研制样机并进行实验测试,测试了不同工况下悬浮力的变化情况,并与仿真结果进行对比分析,证明了有限元模型的准确性与可靠性.另外,实验样机实现了磁体的起浮,为零磁通式电动悬浮在轨道交通的应用与设计提供了理论依据.