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关键词： 电动汽车   鼠笼电机   电磁场   电机损耗   温度场  

摘要： 电机通过交变的电磁场实现电能——机械能的相互转化，在能量转化过程中交变的磁场同样会产生电磁损耗，而电磁损耗又是电机温度场主要热源。准确的分析电机温度分布，有效地降低电机损耗，对优化电机设计，提高工作稳定性，延长电机使用寿命有着重要的工程意义。 本文首先对电机损耗进行了研究。通过分析电机内交变磁场的变化阐述电磁损耗产生机理。利用电磁分析软件建立了鼠笼式三相异步电机二维有限元模型，分析电机磁力线、磁通密度不同时刻的分布情况，绕组电流随时间的变化波形。根据电机内磁场及电流不同时刻的状态研究了电机内电磁损耗的分布曲线变化。 然后，依据传热学、流体力学基础理论，运用有限元法对电机温度场进行分析。根据三相鼠笼异步电机结构对称特点简化电机温度场计算模型，计算分析计算域边界条件，将电磁损耗转化为热载荷，通过有限元分析软件workbench对电机稳态温度场分析，得出电机三维计算域温度分布云图。分析得出稳态时定子绕组是电机最大热源，所以其温度最高。电机铁心径向温度梯度小于轴向温度梯度，尤其转子铁心更明显，其径向几乎没有温度梯度。通过分析电机内热通量矢量图，观察电机热量传递方向。定子铁心及绕组产生的热量主要通过机壳与周围发生热交换，转子铁心和转轴产生过的热量首先通过轴向传导到端部，然后通过端部表面散发到机体外。 最后通过与样机对比分析，温度仿真分析结果接近样机实际运转时的温度分布。

关键词： 动态增容   数学模型   导线弧垂   电磁场   MATLAB和ETAP  

摘要： 近年来，随着我国经济持续快速增长，社会用电量迅猛增加。部分线路因受现有输电线路技术规程的限制，制约了系统内传输容量的增长。建设新的线路耗资巨大，建设周期长，并且在用电紧张的地区开辟新的线路走廊难度较大。大幅提高现有线路输送容量已成为电力部门的迫切要求，也是提高电网经济可靠运行的需要。本文基于热平衡方程建立了动态增容的数学模型，为动态增容过程中的电网的安全可靠运行提供重要依据。 利用导线的基本方程与导线热平衡方程推导出输电线路弧垂在潮流变化时的理论计算方法，建立基本的数学模型，开发了基于线路微气象及线路张力的线路动态增容软件，该软件能根据采集的实时线路微气象数据就能计算出线路的实时载流量。架空导线架在杆塔两端，在重力的作用下导线会存在弧垂。在输电容量一样的情况下，弧垂越大，地面电磁场越大，就有可能对地面的人或动物产生威胁，因此，在动态增容过程需要计算导线的弧垂。本论文通过对导线建立悬线模型，推到了导线弧垂与自身载荷、风速、导线温度的函数关系，并用MATLAB和ETAP语言编写了算法程序，开发了高压架空导线动态增容导线弧垂的计算模块。 地面安全威胁的本质原因是地面电磁场强度，导线表面电场强度超过一定值就会发生电晕放电。电晕放电不但显著增大导线的发热引起导线温度的升高，而且有噪声污染并影响无线通信。导线间的电场强度超过一定值时甚至会引起相间短路。基于此，本论文通过多段模拟电荷法计算分析了导线表面的电磁场、导线间的电磁场分布、不同杆塔的电磁场分布、地面电场磁场的分布，通过MATLAB语言编写的程序开发了电磁场的计算模块，加入到动态增容软件中，在动态增容过程中能随时查看上述的电磁场。将开发的动态增容软件应用于湖南省电网某一500kV线路的动态增容中，线路能增容10%30%之间，软件计算的弧垂及电磁场与实测值非常吻合。 论文的研究表明，本文提出的基于微气象信息的导线弧垂计算方法及基于模拟电荷法的地面电场计算方法可应用于高压输电线路动态增容过程中的理论计算。编制的动态增容软件可用于预测系统的隐性传输容量，为系统调度人员提供参考。

关键词： 轴系纵振控制   动力吸振器   磁流变弹性体   电磁场   ANSYS  

摘要： 船舶在正常航行过程中，船舶艉部的水域会形成不均匀伴流场；螺旋桨在该伴流场中工作，将会产生脉动推力，从而引起船舶轴系的纵向振动；轴系的纵向振动可经推力轴承基座传递至船体，引起船体振动，进而产生噪声辐射，影响船舶的乘坐舒适性和水下船舶的隐身性。因此，为减小船舶的噪声辐射，降低船舶轴系的纵向振动显得非常重要。本文分析了船舶轴系纵向振动的动力学特性，提出了使用动力吸振的方法控制其纵向振动；同时利用磁流变弹性体的刚度可调特性，设计了一款宽频带动力吸振器。本文的主要研究成果如下： 1、建立了轴系动力学模型，提出利用动力吸振的方法进行纵向振动控制；利用模态综合和模态截断的方法列出了加装动力吸振器后的系统动力学方程，以主系统运动放大系数为目标，对动力吸振器的参数进行了优化，优化结果为动力吸振器的结构设计提供了指导。 2、总结了磁流变弹性体的研究进展，并利用某种磁流变弹性体材料设计了一款动力吸振器，利用ANSYS对吸振器的模态和电磁场进行了分析；根据磁流变弹性体的材料特性及电磁场的分析结果，得到了吸振器的固有频率随所施加电流的变化关系式。 3、通过对简谐激励下无动力吸振器的轴系、安装被动式动力吸振器的轴系和安装有磁流变弹性体动力吸振器的轴系进行谐响应分析，比较了被动式动力吸振器和磁流变弹性体动力吸振器的振动控制效果；同时，探讨了不同个数和不同安装位置下吸振器吸振效果的影响，为后续动力吸振器的振动控制提供了参考。

关键词： 矩量法   H-矩阵   退化核   迭代算法   预处理器  

摘要： 在计算电磁学领域，加速数值解法求解过程的快速算法是求解大型电磁场问题的关键技术。退化核方法是将积分方程中的核函数退化处理，使核函数中的源点和场点分离，减少阻抗矩阵的存储量，进而降低矩阵方程单次迭代求解的计算量。 本文根据模块化设计思想中“高内聚、低耦合”的原则，提出了基于矩量法代码求解电磁散射问题的技术方案，充分利用了现有的求解程序，提高了代码的重用性和可替换性。首先，通过细化矩量法求解中数值积分的计算过程，避免了部分积分代码的重写，并将奇异积分代码单独处理，实现了奇异性数值积分的可替换。退化核逼近中通过构造独立的退化核模块，实现远区作用块矩阵的相关运算，减少了模块之间的耦合性，进而提高了程序的可靠性和可维护性。其次，根据电磁场问题的求解方法，例如直接法和迭代法，实现求解器模块，使矩阵方程求解程序较方便地替换。同时采用低精度的H-矩阵构造预处理器，实现预处理器模块，提高了迭代解法的收敛速度。 最后，根据具体的求解方案实现相应的计算程序，分析了均匀导体球、有限长导体圆柱和NASA杏仁三个模型的电磁散射特性，验证了程序的可靠性和扩展性，比较矩量法求解和H-矩阵解法的计算量和存储量，表明退化核方法结合H-矩阵，可实现更高效的求解电磁场问题。

关键词： 镀膜   CST   电磁场   模拟计算  

摘要： 针对中国散裂中子源(CSNS)四极陶瓷真空盒磁控溅射镀膜系统,采用CST仿真软件,进行了镀膜系统安置外导电层、内导电层及无导电层三种情况下的电磁场模拟计算及结果对比与分析,并结合实验系统和磁控溅射相关理论进行了讨论,对实验系统镀膜研究提供了理论基础和指导,同时也为如何进行绝缘体长直管道的内壁镀膜提供了一定的思路。

关键词： 电磁兼容   近场探测   法向螺旋天线   传输线   VEE  

摘要： 科学技术的发展以及信息化社会的到来使得各种智能电子电气设备大规模的应用于人们的生产生活实践以及各类大型产业和国防建设之中。当前电子电器设备的数量仍以超乎想象的速度不断增加,同时这些设备也正迅速的往小型化和高速化不断发展,印刷电路板上的元器件和布线密度不断增加,随之带来了电磁兼容问题,这些问题可能导致电子电气设备的性能下降,严重时甚至会导致设备报废。因此如何快速而又准确的确定印刷电路板上的电磁干扰源成为了一个热门研究方法向。 本文首先介绍了电磁兼容的发展背景以及当今科技发展所带来电磁污染的危险性。这些问题的出现促使人们开始对电磁干扰/兼容问题引起重视。其次深入的讨论了近场探测技术,阐述了近场探测技术相较于传统的电磁兼容探测技术的优势。设计出了超宽带平面偶极子天线用来对杂散源的频段进行快速确认。创造性的设计了法向螺旋探头,首次提出使用螺旋天线作为窄带探头应用于电磁兼容的测试之中。用法向螺旋天线做探头的探头阵列灵敏度可达到-102dBm。整个系统的计算机交互软件采用安捷伦公司的VEE套件进行开发。 这套系统的研究与设计填补了国内关于电磁兼容进场探测系统研制的空白,开发成功后可大规模的应用于电子产品研发过程中的电磁兼容预认证中,大大的缩短产品研发时间,减少研发经费开支。

关键词： 教学方法   电磁场与电磁波   类比   创新  

摘要： 通过分析高等院校'电磁场与电磁波'课程的教学现状和困难,结合电磁场理论授课经验,探索实践了横向和纵向的类比教学方法在'电磁场与电磁波'课程教学中的应用。课程教学实践显示取得较好的效果。

关键词： 永磁同步发电机   有限元法   电磁参数   场路耦合   突然短路  

摘要： 由于永磁同步发电机的众多优点,其应用范围越来越广泛。为了满足永磁同步发电机的高性能要求,需要对其电磁参数进行准确计算。本文根据磁路解析法设计了一台永磁同步发电机,并从电磁场基本理论出发,利用基于Ansys软件的有限元法对该电机进行了电磁分析和参数计算。并且用Ansoft软件验证了计算结果的正确性。 本文首先介绍了课题的研究背景及国内外研究现状。列举了永磁同步发电机四种常用结构,分析了每种结构的特点及应用领域。推导出了用于磁路解析法的永磁电机的等效磁路。介绍了永磁体的有限元处理方法,并采用矢量磁位法进行永磁等效。 其次介绍了有限元法和有限元软件Ansys和Ansoft以及两种软件的特点。利用磁路解析法设计了一台永磁同步发电机,并用有限元法对电机的静态场进行了仿真分析,计算了空载漏磁系数、波形系数、计算极弧系数、气隙系数等重要系数。计算并分析了空载气隙磁密、空载感应电势及其波形,介绍了改善感应电势波形的措施。计算了电机的齿槽转矩并分析了减小齿槽转矩的方法。 用负载电流迭代法对永磁同步发电机额定工况进行了仿真,计算了额定负载的端电压。对降低永磁电机固有电压调整率的措施进行了细致的定量研究,最终得到了降低固有电压调整率的有效措施。计算了直交轴同步电抗,并基于能量法计算了定子绕组每相槽漏抗。 对永磁同步发电机的暂态过程进行了分析,建立了永磁电机的电磁场模型和场路耦合模型。用Ansys软件建立了场路耦合时步有限元法的瞬态模型,计及了端部的影响,计算了定子绕组三相突然短路电流。基于Ansys软件的静态参数和瞬态参数的分析计算结果的正确性得到了Ansoft软件的验证。 最后从改变永磁体磁极形状和改变永磁体磁极的充磁方式这两个方面,对永磁同步发电机的气隙磁密波形进行了优化,使得电机的电磁性能更佳。 本文的工作对永磁同步发电机的电磁设计、分析和优化有着一定的工程实用价值。

关键词： 径向电磁力   场路耦合   内馈式串级调速电机   气隙磁密   有限元  

摘要： 内反馈式串级调速感应电机是转子串附加电势调速，作为无极调速电机，它的调速性能高效、平滑，且较之于变频电机更经济，因此有着很广泛的应用。但是由于其定子上两套绕组间的电磁场相互影响，使得其电磁场与普通异步电机电磁场不同，易产生振动。径向电磁力波是产生电磁噪声的主要根源，对径向力波的研究不仅对电机性能研究有促进作用，还关系到人体健康。本文以内馈式串级调速感应电机YQT2450-6为例，运用场路耦合的有限元法对电机产生振动噪声的主要原因进行研究。 首先，忽略电机内馈绕组的影响，运用场路耦合的有限元分析方法求解电机为空载和额定负载时的磁场分布情况、气隙磁密以及径向电磁力，并对气隙磁密和径向电磁力进行傅立叶分解，从而求得电机产生振动的主要电磁力波，进一步计算电机声强级，为接下来考虑内馈绕组的影响时奠定基础。 接下来分析气隙磁密、气隙长度、槽口宽度等不同结构参数对电机气隙磁密以及径向电磁力波的影响。采用商用有限元软件仿真了定子槽型分别为开口和闭口时，空载与额定负载情况下，电机的气隙磁密与径向电磁力分布情况，为工程实际中电磁噪声问题的解决提供一定参考。 最后考虑内馈绕组的存在对电机电磁噪声的影响，同样运用场路耦合法对电机在空载与额定负载的情况下的磁场分布，气隙磁密与径向电磁力波分布及它们的傅立叶分解结果进行分析，并计算声强级。最后将结果与未考虑内馈绕组时进行对比，进而得出内馈绕组对电机电磁噪声的影响，进一步分析得出内馈式串级调速电机产生振动主要原因。

关键词： 工业园   威客   贵州   高新技术产业园区   高层次   磁场   电磁场  

摘要： "一个人只需要20平方米工作区,一根光纤、一台计算机,或许就能撬动一个高新技术产业,创造出不可小视的绿色GDP。"贵州威客科技有限责任公司创办人杨智杰如是评价自己的公司。2012年3月,剑桥大学博士杨智杰在贵阳国家高新区留学归国人才创业园创办了贵州威客科技有限责任公司。"公司建在园区一栋