基于T-ψ有限元法的多目标函数变压器优化设计

随着电网容量和电压等级的不断提高,用户对电力变压器优化设计提出了更高的要求,该文基于矢量电位-标量磁位(T-ψ)有限元法(FEM)对变压器拓扑结构进行多目标函数优化设计,旨在提高变压器性能、降低制造成本.变压器设计涉及多参量多目标函数,故采用改进型广义差分进化算法(GED3)实现快速全局寻优.由于每个优选案例都需要采用有限元法对变压器性能参数进行验证,花费时间较长.为了减少变压器仿真验证所需时间,故在保证精度的前提下,寻优过程中采用较粗网格,待最优案例确定后,采用密网格与有限元法相结合对变压器各项性能参数加以对比验证分析.挑选最优案例与未优化变压器各项参数进行对比,优化后的变压器铜损降低4.5％,铁损增加0.81％,但总损耗降低3.62％,制造成本降低3.89％.且在采用粗细网格下,无载损耗误差为0.825％,为工程应用中可接受范围,验证了该文方法的正确性,且该方法可应用于其他电工装备优化设计中.     

薄壳单元法在接触物体间电磁力计算中的应用

针对在利用有限元法计算接触物体间电磁力时在物体接触表面没有积分单元可用的问题,首先,基于薄壳单元的思想,提出了一种在体积分和面积分之间确定附加薄壳单元的方法和一种在3D有限无法中利用附加薄壳单元精确计算接触物体间电磁力的方法,然后,基于虚功原理,推导了计算薄壳单元节点电磁力的T-Ω公式和雅可比矩阵表达式,并给出了计算物体接触表面分布电磁力的算法及其实现方法,最后将所提出的方法用于实例计算,并将3D有限元法计算结果与解析计算结果进行比较,证实所提出方法的有效性和正确性.     

求解时步有限元系统方程的改进非线性算法

针对在利用向后欧拉法求解时步有限元系统方程的非线性迭代中存在的数值误差使有限元后处理物理量的结果中出现很大噪声尖峰的问题,提出了一种能控制离散变量数值误差和后处理物理量噪声尖峰的改进算法.首先对电磁设备瞬态运行时步有限元系统方程的矩阵形式进行变形处理,推导了系统方程的新系数矩阵和非线性迭代的递归公式,以及非线性迭代误差估计的计算公式.然后,将改进的算法用于仿真计算一台感应电动机瞬态运行的反电动势和涡流损耗,对两种算法计算结果的对比分析,显示改进算法能显著地消除反电动势和涡流损耗中的噪声尖峰信号.     

二维涡流磁场等效电路的矩阵分析方法

基于矩阵分析思想,利用系统回路法和节点法分别推导了包含有多匝线圈和实心导体的二维涡流磁场的精确等效电路模型,推导了考虑涡流效应等效电路的阻抗计算公式,以及场路耦合问题中总损耗的计算公式,在等效电路模型中,具有涡流效应的实心导体用支路电路代替,最后将提出的方法应用于实际变压器的计算。     

斜槽异步电机起动过程的时步法有限元计算

异步电机的起动电澈 直民动转矩很难准确计算，动态转矩的试验实测也需复杂的测试装置。     

电动自行车用盘式电机的设计方法

本文给出了电动自行车用永磁盘式直流电动机的设计公式,并通过样机测试得到了验证。文中给出的主要公式同样适用于一般轴向磁场永磁直流电动机的设计。电动机是电动自行车的关键部件,考虑到需要薄形安装结构等特点。目前普遍采用盘式结构〔1〕.由于其磁路上的特殊性,不能采用一般径向磁场电机的设计公式进行设计。这里给出永磁盘式直流电动机的设计公式。     

磁电机主要结构参数的设计方法

飞轮式摩托车用磁电机的定转子都是凸极结构,没有现成的设计公式。本文根据空载和短路两种情况下磁电机内部的电磁关系,推导了主要结构参数的计算公式。     

现代永磁电机的设计环境

现代永磁电机的设计环境傅为农江建中（上海大学自动化学院上海２０００７２）在电机中用永磁材料代替传统的励磁绕组，是新型高效节能电机的一个重要的发展方向。永磁电机及其驱动装置正得到日益广泛的应用。同传统的异步电机和直流电机相比，高性能永磁材料的发展使得永...     

异步电机高频杂耗的自适应时步法有限元计算

异步电机杂散损耗的准确计算是一个十分困难的问题。本文论述了对非斜槽异步电机高次谐波杂散损耗的计算方法。文中采用的数学模型把电磁场有限元方程与电路方程耦合在一起,当输入电压波形给定后,电机中的之流和磁密波形可通过时步法直接求得。根据计算所得的高次谐波电磁场,就可进一步计算出高次谐波杂散损耗。计算结果通过样机试验得到验证。在计算中采用了自适应时间步长的方法,并首次提出了一种估计局部截断误差简单实用的方法。     

斜槽异步电动机的多截面有限元法分析

斜槽异步电机往往需要复杂的三维有限元分析。在二维涡流电磁场时步法有限元的基础上，提出了研究斜槽异步电机运行特性的多截面有限元法。该方法把电机各横截面的电磁场方程联立求解，从而转子的斜槽效应和涡流效应可以被直接包括在系统方程中。通过计算所得的定子电流波形与实验结果的比较，验证了该方法的正确性。