一、在硅钢片中计算单位损耗的方法（论文文献综述）
张慧英[1]（2021）在《磁饱和式可控电抗器的磁路模型及其应用研究》文中研究说明MSCR（Magnetically-Saturated Controllable Reactor,磁饱和式可控电抗器）是一种用于电力系统的动态无功平衡、电压控制和电能质量改善的重要电磁设备。随着越来越多的非线性负载、冲击性负荷和功率波动大的电源接入,引起电网无功和电压波动越来越频繁,使MSCR在稳定电网电压和调节无功方面的作用越来越显着,对其建模计算精度的要求也越来越高。现有基于磁路理论的MSCR模型大多使用单值磁化特性模型,磁路拓扑也忽略磁通分布不均和漏磁影响。这不但影响了MSCR的研究发展,也使电力系统仿真建模的整体水平受到限制。根据MSCR铁芯结构复杂多样、铁芯处于大范围可调的直流偏磁饱和非线性状态的特点,结合铁芯磁化特性模拟和磁路拓扑确定的研究现状,论文对铁芯非线性磁化特性模拟、磁路拓扑划分、磁路参数确定以及模型求解等问题展开研究,主要研究内容和取得成果如下:（1）从工程应用的角度,论文分析温度变化引起的磁特性变化对MSCR工作电流和磁饱和度的影响程度;分析不同频率和不同磁密幅值两种情况下磁滞回线的计算值与实测值之间偏差情况。分析结果表明:MSCR磁化特性建模中,可忽略温度对磁化特性的影响,可不计外施激励幅值和频率变化对磁化特性模型参数取值的影响。（2）为分析铁芯磁滞和涡流效应对MSCR仿真计算结果的影响,将动态J-A磁滞模型与MSCR等效铁芯相结合,论文提出计及铁芯磁饱和、磁滞和涡流效应的MSCR磁化模型,并基于所提磁化模型计算MSCR磁化特性、电流特性和损耗特性;通过与不计磁滞和涡流效应的MSCR磁化模型计算结果的比较,说明了MSCR建模中计及磁滞和涡流效应的必要性。（3）基于损耗分离理论和电阻的物理概念,分别以线性电阻和非线性电阻的形式,将经典涡流损耗和局部涡流损耗引入现有磁路段磁滞模型中,提出计及磁饱和、磁滞和涡流效应的改进的铁芯磁路段磁滞等效模型。同时,通过定义磁滞损耗系数,使磁滞电阻计算有了明确的表达式;为克服工程近似计算确定模型参数误差大的问题,将曲线拟合和解析计算相结合,提出分步混合模式的参数确定方法。计算结果表明:与改进前相比,改进的铁芯磁路段磁滞等效模型能明显降低仿真计算误差。从计算耗时、模型结构和参数确定等方面与动态J-A磁滞模型的进行比较,说明改进的铁芯磁路段磁滞等效模型应用于铁芯磁路建模的合理性和优越性。（4）基于分段磁路法和磁通管原理,建立由均匀区、拐角区和T形区三类磁路段构成的铁芯磁场等效磁路拓扑,并给出进一步细化的拐角区和T形区的等效磁路拓扑;将铁芯磁路拓扑和改进的铁芯磁路段磁滞等效模型结合,建立三类铁芯磁路段的等效磁路。基于磁场分割法和磁通管原理建立整个漏磁场磁路拓扑和磁阀漏磁拓扑,并确定漏磁通管的几何形状和磁导计算方法。计及绕组电阻的频变特性建立MSCR外电路模型,并通过回转器实现其与磁路的耦合。论文中虽以MSCR研究对象,但提出的磁路和绕组的建模方法可推广应用于其他类似电磁设备的磁路和绕组建模。（5）通过梯形法离散化处理,建立外电路、铁芯磁路段和漏磁路段等MSCR的数值计算子模型,并借鉴数值计算中“隐式”计算“显式”化近似计算处理的方法,将离散化后的铁芯铁芯磁路段方程中部分项进一步“显式”化近似处理,解决非线性迭代引起的计算量大的问题;通过子模型合成总模型方式建立MSCR电路-磁路模型的矩阵方程。（6）以MSCR样机为例,通过将电路-磁路模型计算值与实测值、3D有限元模型计算值进行对比,验证电路-磁路模型的建模和求解方法的有效性。结果表明:MSCR电路-磁路模型能准确地模拟电流、输出功率和损耗等电气量的变化,具有分析磁场分布和磁路参数变化的能力且计算耗时少,也适用于电力系统的仿真分析。论文对基于磁路理论的MSCR建模仿真方法进行了改进和完善,也为与MSCR具有类似结构的电磁设备提供新的建模和分析方法,也可为完善电力系统仿真建模方法和优化电力系统网络结构提供支持。
刘金辉[2]（2021）在《大型电机铁心片间故障分析与风险预测》文中认为随着智能生产行业进入快速发展阶段,对于产品的安全服役和有效感知变得越来越重要。大型电机作为工业制造系统的核心设备之一,其运行的可靠性将直接关乎整体生产线的安全性和经济性。定子铁心作为电机的主要部件之一,一旦出现故障,可能引起大范围的硅钢片烧毁,甚至停机事故,造成巨大经济损失和人员危险。因此,对电机关键结构的退化失效状态分析、恶化趋势预测、优化结构设计及科学合理的检修机制建立,是保证安全、提升服务质量及降低维护成本的关键。研究铁心片间故障机理和渐变过程中的主要发展模式,提出一种可以计算不同故障发展模式下处于渐变过程中铁心故障域电气量参数的解析算法。考虑定子叠片硅钢片中交变磁场的趋肤效应,推导其内部磁场解析式及复功率计算式,并基于电路理论搭建处于初始故障和完全故障两种发展模式下硅钢片的等效电路;计算得到了由多张叠片组成故障域的涡流损耗和感应电压,定量分析故障片数对故障区域电气量参数的影响。充分考虑频率和磁通对垂直于冲片轧制方向肌肤深度影响,对原有各向异性电导率、磁导率计算公式进行合理修正,提出一种针对片间故障的快速模拟方法----考虑片间短路故障下铁心叠片均匀化建模方法。采用宏观结构等效电导率与磁导率均匀连续体代替实际叠片,构建片间故障三维涡流场计算模型;计算得到不同故障发展模式下处于渐变过程中铁心故障域的电阻、轴向电导率、磁导率、涡流感应电流及涡流损耗;通过与涡流检测实验结果进行对比,验证了其所建仿真计算模型的合理性和工程中的适用性。获悉故障域硅钢片的故障来源、所处环境及现行电机定子片间故障检测系统的工作原理,采用低频励磁和涡流检测法相结合的检测方式,基于ARM嵌入式系统和IP协议以太网通讯,设计一个使用LM3S8962微处理器的片间短路故障检测系统。对不同故障发展模式下处于渐变过程中铁心故障域的感应电压进行检测,对感应电压的解析计算方法进行实验验证。计算得到不同故障发展模式下处于渐变过程中铁心故障域轴向导热系数的参数变化,采用实验检测和仿真计算相结合的方式,分别建立铁心故障域的等效传热模型和三维温度场模型;计算处于不同故障发展模式下处于渐变过程中铁心故障域轴向导热系数和温升;进行与样机现场实验数据对比,验证了所建模型的正确性;讨论了叠片故障域温升的发展趋势及对绕组绝缘和铁心叠片的危害。研究了现行故障状态的评估方法和检修机制,提出一种基于趋势预测的铁心故障程度评估与风险预测机制;采用潜在风险的预测和可靠性状态智能感知结合的方式,分别建立对不同故障发展模式下处于渐变过程中铁心故障域电气参数发展趋势计算的灰预测模型和可靠性状态评估模型;结合企业提供的事故数据和现有仿真参数,对铁心故障域当前状态进行故障判别和程度等级划分,并为未来可能出现的风险进行预测,同时,也为企业制定合理高效的检修机制提供理论和数据参考。
郭佳熠[3]（2021）在《特高压并联电抗器铁心振动机理及减振措施研究》文中指出特高压并联电抗器具有补偿长距离线路电容效应、抑制工频电压升高的作用,是特高压交流输电工程中的重要设备之一。本体振动超标和由此造成的一系列问题是特高压并联电抗器运行中面临的最主要问题之一。铁心振动是特高压并联电抗器本体振动的主要来源,研究特高压并联电抗器铁心减振措施对于保障设备的安全稳定运行具有重要意义。本文以特高压并联电抗器铁心的减振设计为主要目的,围绕特高压并联电抗器铁心振动产生与传播等核心问题,开展了相对应机制与特征的研究,采用有限元仿真与试验相结合的手段开展了综合系统地分析,并据此提出了基于气隙结构的特高压并联电抗器铁心减振方案,主要内容如下:特高压并联电抗器铁心振动机制与计算方法研究。针对现有计算方法无法准确表征油浸式特高压并联电抗器铁心叠片规则且未考虑流-固耦合影响的问题。深入分析特高压并联电抗器铁心的振动机制与结构特点,分析并明确了硅钢叠片磁特性参数三维各向异性特征在特高压并联电抗器铁心各部件上的表现形式,根据特高压并联电抗器铁心叠片规则定义了一组叠片坐标系,并构建了与空间直角坐标系的映射,实现了两种坐标系下参数的自由转换。结合电磁-机械多场耦合模型,重点分析了铁心与变压器油间的流-固耦合,提出了计及铁心叠片规则与流-固耦合的特高压并联电抗器铁心振动计算方法,填补了具有辐射结构铁心饼的油浸式双柱特高压并联电抗器铁心振动计算方法的空白。通过特高压并联电抗器等效模型开展实验,对计算结果的准确性进行了检验。为特高压并联电抗器铁心振动特征与减振技术的研究奠定了理论与方法基础。典型结构与运行状态下特高压并联电抗器铁心的振动特征研究。针对现阶段缺乏系统性特高压并联电抗器铁心振动特征研究的问题。利用本文提出的铁心振动计算方法,研究了单柱和双柱两种典型结构特高压并联电抗器铁心在额定运行条件下的振动特征和差异,得到了同等运行条件下单柱式特高压并联电抗器铁心的振动强度小于双柱式的结论。利用特高压并联电抗器等效模型开展试验,验证了本文提出的铁心振动计算方法在多种输入电压条件下的计算准确性。基于特高压交流电网在正常和异常运行状态下的典型电压波动形式,分析计算了波动电压下特高压并联电抗器铁心的振动特征,得出了在本文研究3种运行条件下特高压并联电抗器铁心振动参数与电抗器的运行电压呈线性相关的结论。基于试验获得的特高压并联电抗器等效模型振动数据分析了其时频域特征。通过系统性地分析特高压并联电抗器铁心振动特征,明确了铁心减振设计的目标与方向。特高压并联电抗器铁心振动传播研究。为了明确现有各类标准中常用的电抗器本体振动描述对象（油箱）与铁心振动的关系,并针对电抗器内部复杂条件造成的铁心振动传播分析困难的问题,研究了特高压并联电抗器铁心与油箱振动的相关性。基于特高压并联电抗器等效模型开展试验,在铁心和油箱外壁分别布置若干振动传感器,通过施加8种不同运行电压,获取了相应运行状态下电抗器内外部测点的振动信号。比较分析了皮尔森相关系数、欧氏距离倒数和频域置信因子3种相关性指标在振动相关性分析方面的效果,选择不同电压等级下的欧氏距离倒数作为相关性评价依据。并据此分析了电抗器外壁测点与内部铁心测点之间振动信号的相关性,发现电抗器油箱的振动状态在一定程度上可以反映铁心振动状态,两者之间的传播路径越直接相关性越强。为以铁心减振设计为手段的特高压并联电抗器本体减振研究提供了理论支撑。特高压并联电抗器铁心减振方法研究。针对特高压并联电抗器存在振动极易超标的问题,在常规改变外施条件和铁心材料技术手段之外,提出了基于气隙结构的特高压并联电抗器铁心减振方法。阐述并分析了气隙结构对铁心振动参数影响的理论依据与影响规律,提出了特高压并联电抗器铁心结构优化模型;基于双柱式特高压并联电抗器铁心计算模型,设计了 2组各31个5气隙特高压并联电抗器铁心结构简化模型,采用本文提出的电抗器铁心振动计算方法计算了气隙位置和长度变化时铁心振动参数的变化情况,给出了特高压并联电抗器气隙结构优化建议;并据此提出了 5气隙电抗器的气隙结构优化方案,设计制作了 2台小型干式双柱电抗器,验证了该方案的减振效果;结合气隙结构优化建议与特高压并联电抗器铁心设计要求,提出了 20气隙特高压并联电抗器铁心结构优化设计方案,计算并对比了上述方案在典型运行条件下的减振效果,还讨论了气隙结构调整对电抗器主要设计参数的影响。上述研究方法与结论可在安全和经济性的前提下,对特高压并联电抗器的设计工作具有重要指导和参考意义。
李明洋[4]（2021）在《特高压变压器直流偏磁下的损耗和温升特性研究》文中指出高压直流输电的单极运行或地磁暴扰动可能导致电网中变压器的直流偏磁问题。变压器遭受直流偏磁后,铁心饱和程度加深,漏磁通增大,造成变压器内部拉板和夹件等结构件的损耗增大,从而导致变压器局部过热。当局部热点温度达到变压器油的闪点温度时,可能会导致绝缘纸板局部严重老化和变压器油产气分解。特高压电网采用八分裂导线,单位长度电阻小,相同条件下更易产生较大直流扰动。特高压变压器容量高达1000MVA,而受运输、空间等限制变压器的体积又不能等比增大,导致特高压变压器结构件上的漏磁通较大,因此对直流偏磁的耐受能力较差。对直流偏磁下特高压变压器结构件热点温升的准确计算一直是学术界关心的问题,对于特高压变压器耐受直流偏磁能力的研究有着重要的意义。论文以“单相四柱式特高压主体变压器”（single phase four column ultra-high voltage main transformer,简称为“UHV变压器”）为例,在高-中侧额定运行状态,重点对UHV变压器直流偏磁情况下结构件的损耗和温升特性进行研究。研究工作主要从“损耗和温升特性测量”、“磁场和损耗的计算”、“高精度热流耦合模型的建立”3个方面展开。为了获得实际变压器产品在直流偏磁下的损耗和温升特性,与变压器生产厂家和电力公司合作,在变压器厂内进行了实验测量和分析了一台额定电压为500kV的单相自耦变压器产品（以下简称为“500kV变压器”）在直流偏磁下的空载损耗和温升特性。500kV变压器直流偏磁后吸收大量的无功功率,但是厂内发电机的容量有限,无法进行负载情况的直流偏磁实验;在变压器厂内无法对其在直流偏磁下的特性进行充分的实验和测量分析。并且由于500kV变压器的精确尺寸等结构参数属于厂家的保密资料,无法进行详细的建模和计算分析。为此,按照UHV变压器的铁心型式和绕组布局专门定制了“单相四柱式自耦变压器缩比（scaled-down）模型”,简称为“SD 变压器”。直接基于硅钢片的B-H曲线仿真获得的SD变压器的电流与实测值的误差较大。基于SD变压器,建立了 2种等效B-H曲线模型。模型1为:考虑模型等效磁路长度的影响,基于空载电压和电流数据计算获得反映变压器整体励磁特性的等效B-H曲线（直流磁化曲线）。基于模型1计算的空载电流与实测值的误差较小,验证了用直流磁化曲线来计算变压器无直流偏磁或有直流偏磁情况下的电流的有效性。模型2为:建立了基于硅钢片接缝气隙的二维有限元模型,获得了“接缝域”局部的等效B-H曲线。相比仅使用硅钢片的B-H曲线进行电流计算,结合模型2和硅钢片的B-H曲线计算得到的电流精度得到提高,且获得的磁场分布更接近实际。由于难以获得UHV变压器的空载电压、电流波形数据,本论文基于模型2的方法计算了 UHV变压器的“接缝域”的等效B-H曲线,并应用于UHV变压器磁场和损耗的仿真计算。分别建立了 SD变压器直流偏磁下损耗和温度的计算模型,并与实验测量结果的对比验证计算模型和建模方法的有效性。变压器油温会随总损耗的变化而变化,且结构件损耗和油温共同影响着结构件热点温度的大小。建立场路耦合模型,分别计算和分析了 UHV变压器直流偏磁下的绕组损耗、铁心损耗和结构件涡流损耗。直流偏磁后漏抗分压增大,导致直流偏磁后绕组总损耗略有下降。采用半波平均法计算了直流偏磁下的铁心损耗。由于变压器的夹件和油箱等钢结构件的非线性导磁特性和结构的不规则性,利用瞬态涡流场有限元软件仿真了钢结构件在直流偏磁下的涡流损耗。UHV变压器体积较大、内部结构、冷却系统较复杂,UHV变压器直流偏磁下结构件温升的计算比SD变压器温升的计算困难得多。提出了基于热路模型和冷却器特性方程计算直流偏磁下冷却器出口油温的方法;该方法避免了在热流耦合模型中对冷却器的不合理简化带来的计算误差,也降低了计算规模。建立UHV变压器的热流耦合模型,以冷却器出口油温和油流速度为边界条件之一,采用对流换热系数和热辐射系数来等效油箱壁与空气的换热,计算了直流偏磁下结构件的稳态温度分布,分析了典型位置的温度变化规律。顶层油温和绕组热点温度受直流偏磁的影响较小,结构件热点温度受直流偏磁的影响较大。当某一 GIC流过UHV变压器的高中压绕组时,采用热路模型计算了顶层油温升和高压绕组热点温升的瞬态变化曲线。本论文的研究方法和结论对UHV变压器耐受直流偏磁能力的研究具有较大的参考价值。
宋子晗[5]（2021）在《永磁电机的振动分析及减振方法研究》文中认为电机噪声的主要来源是机械噪声、空气噪声、电磁噪声三个方面。在许多大型电机中,由磁致伸缩效应所产生的电机振动噪声占比较大。本文主要介绍了磁致伸缩效应对永磁同步电机振动噪声的贡献情况以及解决方案。首先在有限元中对交变磁场下无取向硅钢片的磁致伸缩效应进行了分析,研究了不同放置角度、不同叠压片数的无取向硅钢片表面应力的变化规律。根据在有限元中的仿真结果,搭建了实验平台并制定了实验方案,对交变磁场中不同叠压片数和不同放置角度的无取向硅钢片进行了振动和应变测量,通过时域和频域分析发现随着无取向硅钢片叠压片数的增加,硅钢片表面的应变数值、振动幅度会逐渐的减小。并且发现电机的低频振动噪声主要集中在电源频率的一倍电源频率和二倍电源频率处。结果与仿真相符。其次,建立了电机定子的磁-机械耦合数值模型,在有限元中对电机定子进行了填充负磁致伸缩材料的实验,对比了填充材料后不同时刻的面应力变化情况。然后通过参数化扫描和嵌套式循环的方法找到电机定子填充负磁致伸缩材料最优的位置和大小。而后制定实际电机的填充方案,对实际电机定子打孔,并填充镍棒进行实验,对电机定子的表面应变和振动进行了测量,结果与仿真相符,即在合适的位置填充负磁致伸缩材料可以在一定程度上减小电机的振动,从而减小电机的振动噪声。实验中最大可减少电机定子16%的应变值。最后,联合有限元计算数据和BP神经网络建模分析。首先介绍了通过有限元计算来确定最佳的打孔位置和孔径大小的两种方法,即在COMSOL Multiphysics中进行的参数化扫描法和运用COMSOL Multiphysics with MATLAB进行的联合仿真法,其中联合仿真法可以直接在计算完成后将所有数据写入txt文档,并且给出关于最优填充方案的参数组合。而后又利用了BP神经网络算法作为有限元计算的替代模型,对联合仿真法生成的数据进行了回归分析,在精度为1.9011×10-10的情况下对其他100组参数的应力值成功进行了预测,进一步减少了有限元计算的时间,提高了计算效率。
连雯[6]（2020）在《考虑磁致伸缩效应的电力变压器振动特性研究》文中认为近年来中国经济日益繁荣,电力行业也在稳步向前发展。随着我国电网建设的不断推进,电力变压器的电压等级与容量在过去的十年里不断提升。变压器的振动与噪声问题是伴随变压器进行电能变换过程中的固有现象,同时亦是衡量变压器品质的重要参数。变压器振动一方面会使结构件松动,损坏内部绝缘影响系统运行可靠性与经济性;另一方面伴随振动产生的噪声问题会影响变压器周围居民的身心健康。本文从变压器振动产生的机理出发,以小型隔离用单相变压器以及配电变压器为研究对象,针对运行过程中的铁心振动特性开展研究工作,主要内容如下:（1）研究了变压器振动机理以及铁心作为变压器内部最主要振动源的振动过程。针对硅钢片在磁致伸缩作用下的受力特点,将铁心柱与铁芯轭部等效为弹性杆体进行受力分析并推导其振动方程,为后续的建模工作提供理论依据。（2）在建立铁心等效振动方程的基础上,以变压器铁心振动特性为研究对象,构建了变压器内部电-磁-力多物理场耦合模型,分析了变压器内部电磁场与力场之间的相互作用关系,给出了边界条件。（3）在上述工作的基础上,利用COMSOL有限元计算软件,构建了小型隔离用单相变压器铁心振动的电-磁-力多物理场模型,分析了激励电源在发生电压偏移以及频率偏移等不同工况下的变压器铁心的振动特性,最后得出了单相变压器铁心所受应力分布变化规律以及位移分布变化规律。（4）针对某型号配电变压器铁心振动特性,构建了该变压器的铁心振动电-磁-力多物理场有限元计算模型,分析了当激励电源幅值不同时铁心振动规律,当激励电源频率不同时铁心振动规律,当谐波含量不同时铁心振动规律,并计算了铁心体积不同时铁心质量单元应力和损耗的数值。本文对于不同工况下电力变压器振动特性的研究,为实现电力变压器减振降噪的设计和优化提供了颇为可靠的理论依据。
李建军[7]（2020）在《永磁同步电机磁热耦合分析与温升研究》文中认为永磁同步电机具备效率高、体积小、控制性能好等优点,因而得到了越来越广泛的应用,但正是永磁同步电机的体积小、功率密度大,容易导致电机温升过高的问题。电机温升过高会引起永磁同步电机的永磁体退磁、绝缘材料失效等问题,对电机的使用寿命和运行可靠性产生较大影响。因此,准确仿真计算并研究分析永磁同步电机的温升显得尤为重要。本文以一款2.0k W工业机器人用永磁同步电机为研究对象,针对单向耦合分析方法进行温升计算时无法反映电机电磁场与温度场之间的相互影响,造成计算误差这一缺点,展开了相应的分析与研究,提出采用双向耦合分析方法计算电机温升并通过与单向耦合分析结果、样机试验结果进行对比分析证明双向耦合分析方法对比单向耦合分析方法可有效提高电机温升计算的精度。具体研究工作如下:首先,在Maxwell中建立了电机电磁场有限元模型,计算和分析电机在空载、额定负载、过载状态下的电磁性能包括空载反电动势、气隙磁密、磁密分布等,验证电机设计方案的合理性。其次,对电机永磁体和绕组材料的温度特性进行了分析,在考虑电机永磁体和绕组材料温度特性的条件下,对电机不同温度下的损耗进行了计算,研究电机损耗随温度变化的规律。研究结果表明在电机温度变化时永磁体和绕组材料的温度特性会对电机损耗造成影响,电机损耗对温度具有敏感性。以此为基础,阐述了在电机温升计算中考虑电机材料的温度特性对计算结果产生的影响以提高计算精度的必要性。然后,采用单向磁热耦合分析方法计算电机温升,首先建立了电机温度场三维简化模型,根据传热学相关理论及经验公式确立边界条件以及计算温度场参数;随后构建电机电磁场—温度场单向耦合模型,计算并分析了电机温升结果,验证了永磁同步电机额定运行条件下的安全性和可靠性。最后,采用双向磁热耦合分析方法计算电机温升,先是构建电磁场—温度场双向耦合模型,通过实现两场信息的交互,反映两场之间的相互影响,对电机温升进行仿真计算与分析;随后,结合样机试验结果,对比分析了两种耦合分析方法的电机温升仿真计算结果。结果表明:对比单向耦合分析,双向耦合分析有效提高了电机温升计算的精度,其仿真结果更接近测试值。
王晓慧[8]（2020）在《大型电机定子铁心故障分析与检测》文中研究说明定子铁心片间短路故障会严重影响电机的安全稳定运行。根据发生片间短路故障后电机电气量的改变来判断定子铁心故障是防止运行时出现安全隐患,保证正常运行的至关重要的方法。因此,本文以型号YR630-12/1430绕线型异步电机为研究对象,对定子铁心片间短路故障进行详细分析。本文首先对片间短路故障的原因、特点等问题进行详细分析,根据均质化方法的基本原理,分别计算分析出非故障区域等效电导率和磁导率以及片间短路故障区域的等效电导率和磁导率,再根据电磁场的基本理论,以YR630-12/1430绕线型异步电机为研究对象,建立了三维涡流场有限元分析模型,对不同故障情况下的定子铁心进行仿真计算,分析有限元结果。其次,提出了一种故障区域电气量参数的解析计算方法。在考虑硅钢片中交变磁场的集肤效应的基础上,推导硅钢片磁场的解析式和复功率表达式,进而求出单片硅钢片感应电压;并根据单片硅钢片等效电路分别建立初始故障和完全故障区域等效电路;再根据故障域等效电路计算相关电气量参数,定量分析故障片数对故障区域电气量参数的影响;将有限元仿真结果与解析法计算结果进行对比分析。最后,根据定子铁心片间短路故障检测系统的原理、组成结构,计算分析离线测试系统所需励磁电压,搭建片间短路故障检测实验平台,对定子铁心片间短路故障进行实验检测;将所得的实验结果与解析法计算结果进行对比分析,进一步分析故障现象。
胡博文[9]（2020）在《基于混合式磁钢转子结构的电动车用永磁同步电机优化设计研究》文中研究指明稀土永磁同步电机因高效率、高功率因数以及优越的调速性能被广泛应用到新能源汽车领域。然而,该类电机中稀土永磁材料的用量较高,电机永磁体成本也随之大幅上升。为此,本文在国家重点研发计划课题:《高效低噪声轮毂电机的多领域优化设计与控制（No:2018YFB0104801）》的支持下,提出了一种基于混合式磁钢转子结构的新型永磁同步电机,并先后围绕电机性价比、谐波含量、铁耗参数以及联合仿真展开研究。首先根据新能源电动车用驱动电机的主要性能指标,选用了一台“U”加“一”字型全钕铁硼永磁同步电机。有限元分析表明,该电机存在高永磁体成本、较大的转矩脉动和强齿槽效应问题。鉴于此,提出基于钕铁硼和铁氧体的混合式磁钢转子结构永磁同步电机（Hybrid Magnet Motor,简称HM电机）,同时对材料混合方式、磁极尺寸和隔磁桥进行优化设计有效提高凸极比和磁阻转矩利用率,显着提升了电机性价比。其次,通过进一步对切向磁钢的混合配比和位置放置参数进行优化设计有效降低了新型永磁同步电机的反电动势谐波和转矩脉动。随后对切向混合式磁钢电机（Tangential Hybrid Magnet Motor,简称THM电机）进行综合性能分析与对比,与HM电机相比,THM电机的谐波被有效削弱,转矩、气隙磁密和铁耗均有着大幅度的改善;与全钕铁硼电机相比,THM电机的永磁体成本仍大幅下降,齿槽转矩、转矩脉动和空载铁耗得到了有效抑制,且额定点平均转矩、气隙磁密和反电势仅有略微下降。与此同时分析了分段斜极对谐波和转矩脉动的抑制效果,得出最佳的轴向分段数和对应的最优斜极角。由于铁氧体抗退磁能力较弱,本文对THM电机进行永磁体退磁分析。再次,对各电机的空载和负载铁耗进行了不同分类的分析与对比,同时为考虑时间谐波对铁耗的影响,对各混合式磁钢电机进行逆变器供电下的额定点仿真研究。在硅钢片现有的各频率B-P曲线上进行适用于宽频率范围内的铁损系数拟合研究,并应用到THM电机定子侧铁耗的计算,文中采用区域关键点法计算铁耗,铁耗计算值与有限元值在基频下的误差最大为0.65%,计及高频铁耗后的误差最大为5.3%,验证了铁损系数拟合方法和铁耗计算方法的准确性和实用性。对THM电机进行3D有限元仿真以获得更为精确的损耗分布,比较了2D有限元的铁耗计算结果,同时也对磁钢涡流损耗的大小和分布进行了详尽地分析。最后,基于有限元软件JMAG、电力电子仿真软件PSPICE和控制软件MATLAB搭建联合仿真平台,对全钕铁硼电机和新型电机的稳态和动态性能进行了仿真实验,实验结果验证了该电机设计方案的可行性和有效性。
张鹏宁[10]（2019）在《复杂工况下软磁材料磁致伸缩特性与电力设备铁心振动研究》文中指出为优化电力设备本体结构和实现主动减振降噪,精确计算和掌握其铁心振动特性是十分必要的。本文根据运行工况的复杂程度依次对并联电抗器、双级磁阀可控电抗器、阳极饱和电抗器和高频变压器铁心的振动特性开展了研究,主要工作内容如下:（1）利用激光测试系统,测量了工频、谐波、直流偏磁、和非正弦激励等不同服役工况下硅钢片的磁致伸缩与磁化特性,对比分析了不同磁化方向上的硅钢片磁致伸缩及磁化特性曲线,为电力设备铁心的振动仿真计算提供了数据基础。（2）以改进的磁致伸缩本质模型为基础,建立了考虑磁致伸缩力、麦克斯韦电磁力和绕组受力的磁-机械耦合模型,计算了一台高压并联电抗器铁心振动和绕组的受力特性,并研究了具有不同杨氏模量的气隙垫块对其铁心振动的影响。为了对比磁致伸缩力和麦克斯韦电磁力对铁心振动的影响程度,针对天威保变电气有限公司技术中心设计并制作的铁心外形尺寸和绕组结构完全相同的变压器模型（铁心不含气隙）和并联电抗器模型（铁心含气隙）,定量计算和对比了磁致伸缩与麦克斯韦电磁力对铁心振动的影响程度,最后通过实验对计算结果进行了验证。（3）根据磁致伸缩本质模型分析了直流偏磁下双级磁阀可控电抗器铁心的振动机理,将其外电路模型进行了简化,并以直流偏磁下硅钢片的磁致伸缩和磁化特性实测数据为基础,对有无直流偏磁下的双级磁阀可控电抗器铁心磁通密度、应力、位移分布和振动进行了计算分析。搭建了双级磁阀可控电抗器铁心振动测试平台,对不同工况下双级磁阀可控电抗器铁心的振动规律进行了实验测试,测试结果验证了有限元计算模型的有效性。（4）计算了阳极饱和电抗器铁心的磁场、受力和位移分布,结果表明饱和状态下铁心的振动要远大于不饱和情况下。为了降低阳极饱和电抗器铁心的噪声,提出一种聚氨酯阻尼弹性体的降噪方法,以锦屏-苏南±800kV/4750A高压直流输电工程使用的阳极饱和电抗器单个铁心为研究对象,对其制作模具并浇注聚氨酯阻尼弹性体,分析测量结果得出聚氨酯阻尼弹性体对铁心的减振降噪效果十分明显,为阳极饱和电抗器减振降噪提供了一种解决方案。（5）新型磁性材料（非晶、纳米晶）单片具有特别薄且脆的特点,无法采用现有的磁致伸缩测量设备对其磁致伸缩特性进行测量,针对上述问题,提出了一种基于磁环振动的磁致伸缩反演测量法。通过对硅钢、非晶和纳米晶三种材料的磁致伸缩测量结果发现,不同频率激励下非晶材料的磁致伸缩比硅钢和纳米晶的大很多。针对非晶材料磁致伸缩很大的特点,结合固有频率对一台非晶高频变压器在正弦和非正弦激励下的振动和噪声进行了测量和分析。此部分研究结果为新型磁性材料的磁致伸缩测量和高频变压器在设计阶段考虑固有频率和非正弦激励提供了理论依据和实验数据。
二、在硅钢片中计算单位损耗的方法（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、在硅钢片中计算单位损耗的方法（论文提纲范文）
（1）磁饱和式可控电抗器的磁路模型及其应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 基于磁路理论的变压器建模研究现状 |
| 1.2.2 MSCR建模研究现状 |
| 1.3 主要研究内容及创新点 |
| 2 MSCR铁芯磁化特性影响因素分析 |
| 2.1 铁磁材料磁特性影响因素 |
| 2.1.1 温度变化的影响 |
| 2.1.2 外施激励对磁滞效应的影响 |
| 2.1.3 外施激励对涡流效应的影响 |
| 2.2 外部激励对模型参数取值的影响 |
| 2.2.1 动态J-A磁滞模型 |
| 2.2.2 实例分析外部激励的影响 |
| 2.3 磁滞和涡流效应的影响分析 |
| 2.3.1 基于理想小斜率的MSCR磁化模型 |
| 2.3.2 基于动态J-A磁滞模型的MSCR磁化模型 |
| 2.3.3 磁滞和涡流效应对MSCR工作特性计算的影响分析 |
| 2.4 小结 |
| 3 铁芯磁路段磁滞等效模型 |
| 3.1 磁路基本理论 |
| 3.1.1 磁路理论的基础 |
| 3.1.2 磁通管和磁路基本定律 |
| 3.2 磁路-电路的类比关系 |
| 3.2.1 磁阻-电阻类比法 |
| 3.2.2 磁导-电容类比法 |
| 3.2.3 磁导-电容类比法的应用 |
| 3.3 基于磁导-电容类比的铁芯磁路段磁滞等效模型 |
| 3.3.1 铁芯磁路段磁滞等效模型 |
| 3.3.2 涡流损耗瞬时损耗功率的计算 |
| 3.3.3 改进的铁芯磁路段磁滞等效模型 |
| 3.3.4 模型参数确定 |
| 3.4 磁路段瞬时功率损耗计算 |
| 3.5 改进的铁芯磁路段磁滞等效模型分析 |
| 3.5.1 方圈的仿真模型 |
| 3.5.2 仿真和实验对比分析 |
| 3.5.3 磁滞模型比较 |
| 3.6 小结 |
| 4 基于磁路理论的MSCR磁路模型 |
| 4.1 MSCR磁场分布 |
| 4.1.1 MSCR铁芯磁场分布 |
| 4.1.2 MSCR漏磁场分布 |
| 4.2 MSCR铁芯磁场等效磁路 |
| 4.2.1 铁芯拐角区等效磁路 |
| 4.2.2 铁芯T形区等效磁路 |
| 4.2.3 MSCR铁芯磁通管的几何尺寸 |
| 4.2.4 基于改进的磁路段磁滞等效模型的磁路模型 |
| 4.3 MSCR漏磁场磁路拓扑及磁导计算 |
| 4.3.1 漏磁场磁通管几何尺寸 |
| 4.3.2 漏磁导计算 |
| 4.4 MSCR等效磁路 |
| 4.5 外电路等效模型 |
| 4.5.1 计及频变特性的绕组电阻集总参数模型 |
| 4.5.2 外电路模型 |
| 4.6 MSCR电路-磁路模型 |
| 4.7 小结 |
| 5 MSCR电路-磁路模型的求解 |
| 5.1 外电路的数值计算 |
| 5.1.1 电阻和电感的离散化 |
| 5.1.2 回转器的离散化 |
| 5.1.3 基于梯形法的外电路方程 |
| 5.2 MSCR磁路模型的数值计算 |
| 5.2.1 基于梯形法的漏磁路段数值计算 |
| 5.2.2 铁芯磁路段的数值计算 |
| 5.2.3 MSCR磁路方程 |
| 5.3 MSCR电路-磁路模型方程 |
| 5.4 MSCR工作特性计算 |
| 5.4.1 工作电流计算 |
| 5.4.2 有功损耗和无功功率计算 |
| 5.4.3 磁通和磁密计算 |
| 5.5 电路-磁路模型的数值求解 |
| 5.5.1 模型离散化的分析 |
| 5.5.2 铁芯磁路段数值计算分析 |
| 5.5.3 离散化模型的求解 |
| 5.6 小结 |
| 6 MSCR电路-磁路模型的验证与应用 |
| 6.1 铁芯磁路参数计算 |
| 6.1.1 铁芯磁路段参数计算 |
| 6.1.2 漏磁导计算 |
| 6.2 绕组电阻集总参数模型的参数计算 |
| 6.3 工作特性仿真与实验对比分析 |
| 6.3.1 工作电流分析 |
| 6.3.2 无功功率分析 |
| 6.3.3 损耗特性分析 |
| 6.4 磁场分布计算分析 |
| 6.4.1 3D场路耦合模型仿真 |
| 6.4.2 磁场计算与对比分析 |
| 6.5 MSCR电路-磁路模型在电力系统仿真的应用 |
| 6.5.1 基于MSCR的无功补偿系统 |
| 6.5.2 无功补偿系统仿真分析 |
| 6.6 小结 |
| 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（2）大型电机铁心片间故障分析与风险预测（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.2 国内外现状及存在问题分析 |
| 1.2.1 片间短路故障模拟仿真及分析方法研究现状 |
| 1.2.2 片间短路故障诊断技术研究现状 |
| 1.2.3 状态评估方法的研究现状 |
| 1.3 本文课题的主要研究内容及来源 |
| 第2章 基于解析法的铁心片间故障分析与计算 |
| 2.1 铁心故障的机理及渐变过程分析 |
| 2.1.1 样机基本参数 |
| 2.1.2 样机定子铁心结构 |
| 2.1.3 片间短路故障发生原因分析 |
| 2.1.4 故障域叠片内的涡流分析及发展模式划分 |
| 2.2 故障域内有功功率与无功功率计算 |
| 2.2.1 电场强度和磁场强度满足的微分方程 |
| 2.2.2 片内涡流磁场与电场强度计算 |
| 2.2.3 片内涡流有功和无功功率计算 |
| 2.3 故障叠片内感应电压计算 |
| 2.3.1 单片硅钢片内涡流感应电压计算 |
| 2.3.2 故障处等效电路建立 |
| 2.4 解析计算结果 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于均匀化理论的片间短路故障分析 |
| 3.1 考虑片间短路故障的均匀化建模方法 |
| 3.1.1 非故障域等效电导率、磁导率张量计算 |
| 3.1.2 故障域等效电导率、磁导率张量计算 |
| 3.2 片间故障三维涡流场建模与分析 |
| 3.2.1 三维涡流场模型建立 |
| 3.2.2 假设条件及故障域设置 |
| 3.3 仿真结果与分析 |
| 3.3.1 连续体模型与实际叠片模型下结果对比与分析 |
| 3.3.2 数值仿真与解析结果对比与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于涡流法的片间故障检测实验 |
| 4.1 基于涡流法的片间故障检测系统流程 |
| 4.2 铁心片间故障检测系统及装置 |
| 4.2.1 检测系统的硬件电路设计 |
| 4.2.2 检测系统的软件设计 |
| 4.2.3 基于涡流法的铁心传感器设计 |
| 4.2.4 交流励磁系统励磁电压计算及软件实现 |
| 4.3 样机实验 |
| 4.3.1 故障区域模拟 |
| 4.3.2 实验结果与对比分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 片间故障时铁心的三维温度场计算分析 |
| 5.1 样机通风冷却方式及参数 |
| 5.2 电机求解模型的确定 |
| 5.2.1 数学模型 |
| 5.2.2 片间故障域导热系数计算 |
| 5.2.3 基本假设 |
| 5.2.4 计算域物理模型 |
| 5.2.5 求解模型的网格划分及磁热迭代耦合方法 |
| 5.2.6 边界条件 |
| 5.3 故障域温升分析及样机现场实验数据对比 |
| 5.3.1 温度场数值计算及分析 |
| 5.3.2 现场数据的对比分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 基于趋势预测的铁心故障状态评估与风险预测 |
| 6.1 可靠性状态评估指标体系建立 |
| 6.2 铁心故障动态发展趋势预测 |
| 6.2.1 基于GM(1,4)灰预测模型的发展趋势预测 |
| 6.2.2 基于MGM(1,2)灰预测模型的发展趋势预测 |
| 6.2.3 基于MGM(1,2,4)灰预测模型的发展趋势预测 |
| 6.2.4 发展趋势预测及精度检验 |
| 6.3 可靠性状态评估方法 |
| 6.3.1 模糊层次评估法 |
| 6.3.2 基于古林法与层次可拓理论的评估方法 |
| 6.3.3 灰靶心决策评估法 |
| 6.4 实例计算与分析 |
| 6.4.1 基于模糊层次分析法的铁心故障状态评估与风险预测 |
| 6.4.2 古林法与层次可拓理论铁心故障状态评估与风险预测 |
| 6.4.3 基于灰靶心决策的铁心故障状态评估与风险预测 |
| 6.4.4 评估结果对比分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文及获得成果 |
| 致谢 |
（3）特高压并联电抗器铁心振动机理及减振措施研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.1.1 特高压并联电抗器的应用背景 |
| 1.1.2 特高压并联电抗器铁心振动问题 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 并联电抗器振动机理 |
| 1.2.2 并联电抗器振动计算方法 |
| 1.2.3 振动的传播 |
| 1.2.4 电抗器减振技术 |
| 1.3 目前研究存在的问题 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 特高压并联电抗器铁心振动机制与计算方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 特高压并联电抗器铁心结构特征 |
| 2.3 特高压并联电抗器铁心振动机制 |
| 2.4 特高压并联电抗器铁心振动计算方法 |
| 2.4.1 叠片坐标系 |
| 2.4.2 铁心振动计算方法 |
| 2.5 计算方法的对比与检验 |
| 2.5.1 与现有计算方法的对比 |
| 2.5.2 计算方法的试验验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 特高压并联电抗器铁心振动特征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 典型结构特高压并联电抗器铁心振动特征 |
| 3.3 典型运行状态下的特高压并联电抗器铁心振动特征 |
| 3.3.1 非额定运行状态下铁心振动计算方法的检验 |
| 3.3.2 运行状态下的特高压并联电抗器铁心振动特征 |
| 3.4 铁心振动信号特征 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 特高压并联电抗器铁心与油箱振动相关性分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 特高压并联电抗器振动传播机理 |
| 4.3 基于特高压并联电抗器等效模型的振动信号测量实验 |
| 4.4 振动信号相关性评价方法筛选 |
| 4.4.1 数据预处理方式筛选 |
| 4.4.2 相关性指标筛选 |
| 4.5 并联电抗器内外部振动信号相关性分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 基于气隙结构的特高压并联电抗器铁心减振结构设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 气隙结构对特高压并联电抗器铁心振动的影响 |
| 5.2.1 基于振动产生与传播机制的铁心减振方法分析 |
| 5.2.2 气隙结构对特高压并联电抗器铁心振动参数的影响 |
| 5.3 基于气隙结构的特高压并联电抗器铁心结构优化设计 |
| 5.3.1 5气隙铁心气隙长度对振动参数的影响 |
| 5.3.2 5气隙铁心气隙位置对振动参数的影响 |
| 5.3.3 铁心结构优化建议 |
| 5.4 铁心优化设计方案的检验与分析 |
| 5.4.1 5气隙电抗器铁心减振结构设计与检验 |
| 5.4.2 20气隙特高压并联电抗器铁心减振结构设计与检验 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 攻读博士学位期间参加的科研工作 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（4）特高压变压器直流偏磁下的损耗和温升特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1. 课题研究背景和意义 |
| 1.2. 国内外研究现状 |
| 1.2.1. 变压器直流偏磁下磁场特性的研究现状 |
| 1.2.2. 变压器直流偏磁下损耗特性的研究现状 |
| 1.2.3. 变压器直流偏磁下温升特性的研究现状 |
| 1.3. 本论文的主要研究内容 |
| 第2章 500kV单相自耦变压器的空载直流偏磁实验 |
| 2.1. 实验平台及实验方法 |
| 2.2. 电气量实验结果及分析 |
| 2.3. 温度量实验结果及分析 |
| 2.4. 空载电流及铁心磁场的仿真分析 |
| 2.4.1. 场路耦合模型 |
| 2.4.2. 电流对比及分析 |
| 2.4.3. 铁心磁场分析 |
| 2.5. 本章小结 |
| 第3章 考虑硅钢片接缝气隙影响的磁化曲线等效模型及算法 |
| 3.1. 基于空载实验数据的铁心整体B-H曲线的等效 |
| 3.2. 基于气隙有限元模型的接缝域局部B-H曲线的等效 |
| 3.3. 等效B-H曲线对空载电流计算的影响分析 |
| 3.4. 特高压变压器铁心接缝等效B-H曲线的计算 |
| 3.5. 本章小结 |
| 第4章 特高压变压器直流偏磁下损耗的分析计算 |
| 4.1. 铁磁材料的损耗机理分析 |
| 4.2. 场路耦合模型 |
| 4.3. 有限元模型的网格剖分 |
| 4.4. 绕组电流、谐波及无功功率的计算 |
| 4.5. 各结构损耗的计算 |
| 4.5.1. 绕组损耗 |
| 4.5.2. 铁心损耗 |
| 4.5.3. 钢结构件损耗 |
| 4.6. SD变压器直流偏磁下损耗的计算 |
| 4.6.1. 绕组损耗 |
| 4.6.2. 结构件损耗 |
| 4.7. 本章小结 |
| 第5章 特高压变压器直流偏磁下温度的分析计算 |
| 5.1. 无限大导磁薄板磁热耦合的解析计算 |
| 5.2. 油浸式变压器的换热特性与热路模型 |
| 5.3. SD变压器直流偏磁下的温升计算及实验验证 |
| 5.3.1. 温升实验 |
| 5.3.2. 对流换热系数 |
| 5.3.3. 热流耦合模型 |
| 5.3.4. 温度计算及对比分析 |
| 5.4. 顶层油温度和冷却器出口油温度的计算 |
| 5.5. 结构件温度的计算 |
| 5.5.1. 计算模型及计算条件 |
| 5.5.2. 结果及分析 |
| 5.6. GIC作用下顶层油和高压绕组热点温升的计算 |
| 5.7. 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1. 结论 |
| 6.2. 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 攻读博士学位期间参加的科研工作 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（5）永磁电机的振动分析及减振方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 磁致伸缩效应对振动贡献的研究 |
| 1.2.2 磁致伸缩材料的研究现状 |
| 1.3 超磁致伸缩材料在减振降噪领域的应用 |
| 1.4 课题来源及研究内容 |
| 第二章 电磁-机械耦合数值模型建立 |
| 2.1 电机磁场数值模型 |
| 2.2 二维电磁场有限元模型 |
| 2.3 磁场力的数值计算 |
| 2.4 磁致伸缩效应在磁-机械场的中的耦合 |
| 第三章 磁致伸缩效应下电机定子硅钢片的有限元仿真及实验 |
| 3.1 交变磁场中的无取向硅钢片 |
| 3.1.1 硅钢片水平放置时 |
| 3.1.2 硅钢片竖直放置时 |
| 3.1.3 硅钢片倾斜45°放置时 |
| 3.2 无取向硅钢片应变测量实验 |
| 3.2.1 实验平台的搭建 |
| 3.2.2 硅钢片应变测量结果 |
| 3.3 无取向硅钢片振动测量实验 |
| 3.3.1 振动测量实验平台的搭建 |
| 3.3.2 无取向硅钢片振动测量实验 |
| 3.4 无取向硅钢片的主要振动频率分析 |
| 3.3.1 有限元中硅钢片的频域分析 |
| 3.3.2 振动实验下硅钢片的频域分析 |
| 3.3.3 应变实验下硅钢片的频域分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 磁致伸缩效应下电机的有限元仿真及其实验 |
| 4.1 电机磁场数值模型 |
| 4.2 电机定子的有限元仿真 |
| 4.2.1 负磁致伸缩材料填充后最大面应力对比 |
| 4.2.2 负磁致伸缩材料填充后多个点应力对比 |
| 4.3 电机定子填充负磁致伸缩材料的仿真与实验 |
| 4.3.1 电机定子填充负磁致伸缩材料实验的平台搭建 |
| 4.3.2 位置A处填充后四个测量点的实验分析 |
| 4.3.3 位置A和D填充前后单个测量点的实验分析 |
| 4.3.3.1 应变片1 的测量结果 |
| 4.3.3.2 应变片2 的测量结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于BP神经网络和有限元计算数据建模分析 |
| 5.1 在COMSOL Multiphysics进行参数化扫描 |
| 5.2 在COMSOL with MATLAB进行联合仿真 |
| 5.2.1 进行联合仿真前的准备 |
| 5.2.2 联合仿真过程中所用的主要语句 |
| 5.3 将BP神经网络算作为有限元计算的替代模型 |
| 5.3.1 BP神经网络概述 |
| 5.3.2 BP神经网络具体命令解读 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况 |
| 致谢 |
（6）考虑磁致伸缩效应的电力变压器振动特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 课题研究的关键问题及国内外研究现状 |
| 1.2.1 电力变压器振动机理与信号分析研究现状 |
| 1.2.2 变压器多物理场数值计算方法研究现状 |
| 1.3 目前存在的主要问题 |
| 1.4 本文主要工作 |
| 第2章 变压器铁心振动机理及等效建模方法 |
| 2.1 变压器铁心振动模型 |
| 2.1.1 硅钢片磁致伸缩特性 |
| 2.1.2 铁心叠片电磁力分析 |
| 2.1.3 铁心振动等效模型 |
| 2.2 变压器铁心电-磁-力多物理场数值分析模型 |
| 2.2.1 电磁场计算数学模型 |
| 2.2.2 应力场计算数学模型 |
| 2.2.3 电-磁-力耦合计算 |
| 2.3 多物理场计算基本假设及材料属性 |
| 2.3.1 基本假设 |
| 2.3.2 材料属性 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 小型E铁心单相隔离变压器铁心振动分析 |
| 3.1 小型隔离变压器铁心振动模型 |
| 3.2 不同工况下振动特性分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 配电变压器铁心振动特性研究 |
| 4.1 配电变压器铁心振动模型 |
| 4.2 配电变压器振动特性计算 |
| 4.2.1 网格剖分与求解器设置 |
| 4.2.2 振动计算结果分析 |
| 4.3 不同因素对变压器铁心振动影响分析 |
| 4.3.1 理想工况下振动计算结果分析 |
| 4.3.2 激励电源频率对变压器铁心振动的影响 |
| 4.3.3 谐波含量对变压器铁心振动的影响 |
| 4.3.4 谐波激励下铁心振动特性频谱分析 |
| 4.3.5 铁心体积对振动及铁损特性的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 本文工作总结 |
| 5.2 进一步工作设想 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（7）永磁同步电机磁热耦合分析与温升研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 永磁同步电机发展现状 |
| 1.2.2 永磁同步电机损耗的研究现状 |
| 1.2.3 温升计算的研究现状 |
| 1.2.4 电磁场与温度场研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容及章节内容 |
| 第二章 永磁同步电机电磁场有限元分析 |
| 2.1 永磁同步电机的结构及基本原理 |
| 2.1.1 永磁同步电机的结构 |
| 2.1.2 永磁同步电机运行原理 |
| 2.2 电机电磁场基本理论 |
| 2.2.1 麦克斯韦理论 |
| 2.2.2 有限元法基本理论 |
| 2.3 永磁同步电机有限元模型 |
| 2.3.1 永磁同步电机相关参数 |
| 2.3.2 永磁同步电机模型建立 |
| 2.4 永磁同步电机电磁场分析 |
| 2.4.1 永磁同步电机空载分析 |
| 2.4.2 永磁同步电机额定负载分析 |
| 2.4.3 永磁同步电机3.3倍过载分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 考虑温度的永磁同步电机损耗分析与研究 |
| 3.1 永磁体的基本介绍 |
| 3.1.1 永磁体的简介 |
| 3.1.2 永磁体的材料性能 |
| 3.2 永磁同步电机材料的温度特性分析 |
| 3.2.1 永磁体材料的温度特性分析 |
| 3.2.2 电机绕组材料的温度特性分析 |
| 3.3 考虑温度的电机铁耗计算与分析 |
| 3.3.1 铁耗产生的原理 |
| 3.3.2 铁耗计算 |
| 3.3.3 电机温度对铁耗的影响 |
| 3.4 考虑温度的电机铜耗计算与分析 |
| 3.4.1 铜耗计算 |
| 3.4.2 电机温度对铜耗的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 永磁同步电机单向磁热耦合分析 |
| 4.1 三维温度场的计算模型 |
| 4.1.1 传热学基本理论 |
| 4.1.2 温度场数学模型 |
| 4.1.3 温度场电机简化模型 |
| 4.2 温度场参数计算 |
| 4.2.1 导热系数 |
| 4.2.2 表面散热系数 |
| 4.3 单向磁热耦合分析 |
| 4.3.1 单向耦合方法介绍 |
| 4.3.2 单向磁热耦合模型的建立 |
| 4.3.3 温度场计算结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 永磁同步电机双向磁热耦合分析 |
| 5.1 双向磁热耦合分析 |
| 5.1.1 双向耦合方法介绍 |
| 5.1.2 双向磁热耦合模型的建立 |
| 5.1.3 双向磁热耦合仿真分析 |
| 5.2 样机试验与分析 |
| 5.3 电机温升结果对比分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文 |
| 致谢 |
（8）大型电机定子铁心故障分析与检测（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 理论分析方法的国内外研究现状 |
| 1.2.2 实验检测方法的国内外研究现状 |
| 1.3 课题主要研究内容 |
| 第2章 大型电机定子铁心片间短路故障原理及分析 |
| 2.1 大型电机定子铁心片间短路故障分析 |
| 2.1.1 YR630-12/1430绕线型异步电机定子铁心结构 |
| 2.1.2 大型电机定子铁心片间短路故障原理 |
| 2.2 片间短路故障产生的原因 |
| 2.3 定子铁心的等效电导率和磁导率 |
| 2.3.1 非故障区域的定子铁心等效电导率和磁导率 |
| 2.3.2 故障区域的定子铁心等效电导率和磁导率 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 大型电机片间短路故障有限元分析 |
| 3.1 铁心片间短路三维涡流场有限元模型的建立 |
| 3.1.1 基本参数和基本假设 |
| 3.1.2 三维涡流场有限元模型的建立 |
| 3.2 结果与分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 定子铁心片间短路故障分析的解析法 |
| 4.1 硅钢片有功功率与无功功率的解析计算 |
| 4.1.1 电场强度和磁场强度满足的微分方程 |
| 4.1.2 硅钢片内涡流磁场强度和电场强度的解析表达式 |
| 4.1.3 硅钢片内涡流有功功率和无功功率表达式 |
| 4.2 片间短路故障区域等效电路 |
| 4.2.1 单片硅钢片涡流感应电压 |
| 4.2.2 片间短路故障区域的等效电路 |
| 4.3 解析法与有限元仿真结果的对比 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 电机铁心故障检测实验及对比分析 |
| 5.1 故障检测系统的原理 |
| 5.2 故障检测系统的总体设计 |
| 5.3 实验内容 |
| 5.3.1 故障检测系统励磁电压的确定 |
| 5.3.2 片间短路故障区域的设置 |
| 5.3.3 实验过程中的注意事项 |
| 5.4 实验结果及对比分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及获得成果 |
| 致谢 |
（9）基于混合式磁钢转子结构的电动车用永磁同步电机优化设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 稀土永磁材料研究现状 |
| 1.3 永磁磁阻电机研究现状 |
| 1.4 混合式磁钢电机研究现状 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第二章 新能源电动车用永磁同步电机的设计与分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 永磁同步电机的数学模型 |
| 2.3 新能源电动车用永磁同步电机的设计 |
| 2.3.1 新能源车用驱动电机的性能指标 |
| 2.3.2 车用永磁同步电机的选用方案 |
| 2.4 新能源电动车用永磁同步电机的电磁场有限元分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 混合式磁钢转子结构电机的设计与优化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 混合式磁钢电机原理分析 |
| 3.3 永磁材料混合方式的设计与优化 |
| 3.3.1 永磁材料混合方式的设计 |
| 3.3.2 不同永磁材料混合方式的仿真对比 |
| 3.4 “一”字型钕铁硼永磁的优化 |
| 3.4.1 钕铁硼永磁宽度的优化 |
| 3.4.2 钕铁硼永磁长度的优化 |
| 3.5 隔磁桥参数的优化 |
| 3.6 HM系列电机的综合分析与对比 |
| 3.6.1 钕铁硼用量和电机重量的分析与对比 |
| 3.6.2 主要电磁性能的分析与对比 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 混合式磁钢转子结构电机谐波与转矩脉动的抑制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 切向混合磁钢对电机谐波和转矩脉动的抑制研究 |
| 4.2.1 切向混合磁钢对谐波抑制的原理分析 |
| 4.2.2 切向混合磁钢位置的优化设计 |
| 4.2.3 钕铁硼用量比例的优化设计 |
| 4.3 THM系列电机的综合分析与对比 |
| 4.3.1 钕铁硼用量和电机重量的分析与对比 |
| 4.3.2 主要电磁性能的分析与对比 |
| 4.4 转子分段斜极对电机谐波和转矩脉动的抑制研究 |
| 4.4.1 轴向分段数和对应最佳斜极角度的方案设计 |
| 4.4.2 不同分段数电机的有限元对比分析 |
| 4.5 原电机和THM系列电机退磁分析 |
| 4.5.1 永磁体退磁机理 |
| 4.5.2 原电机和THM系列电机退磁分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 混合式磁钢转子结构电机损耗的计算与分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 原电机与混合式磁钢电机的铁耗分析 |
| 5.2.1 理想正弦电流供电时的铁耗分析 |
| 5.2.2 考虑时间谐波时的铁耗分析 |
| 5.3 混合式磁钢电机铁耗的计算方法研究 |
| 5.3.1 硅钢片50H250铁损系数的拟合推导 |
| 5.3.2 THM系列电机定子侧铁耗的计算与对比 |
| 5.4 THM系列电机的3D损耗分析 |
| 5.4.1 3D铁耗的分析与对比 |
| 5.4.2 磁钢涡流损耗的分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 基于空间谐波电机模型的联合仿真研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 联合仿真平台介绍 |
| 6.3 原电机和THM系列电机的矢量控制联合仿真 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 本文工作总结 |
| 7.2 下一步展望 |
| 参考文献 |
| 作者在攻读硕士学位期间公开发表的论文 |
| 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目 |
| 致谢 |
（10）复杂工况下软磁材料磁致伸缩特性与电力设备铁心振动研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 电力设备铁心振动的主要原因 |
| 1.2.1 磁致伸缩 |
| 1.2.2 麦克斯韦电磁力 |
| 1.2.3 绕组受力 |
| 1.3 电力设备铁心振动研究现状 |
| 1.3.1 变压器铁心振动研究现状 |
| 1.3.2 电抗器铁心振动研究现状 |
| 1.3.2.1 并联电抗器铁心振动研究现状 |
| 1.3.2.2 磁阀式可控电抗器铁心振动研究现状 |
| 1.3.2.3 阳极饱和电抗器铁心降噪技术研究现状 |
| 1.3.3 高频变压器铁心振动研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 取向硅钢片磁致伸缩与磁化特性测量与分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 正弦激励下硅钢片的磁致伸缩与磁化特性 |
| 2.3 三次谐波激励下硅钢片的磁致伸缩与磁化特性 |
| 2.4 直流偏磁下硅钢片的磁致伸缩与磁化特性 |
| 2.5 非正弦激励下硅钢片的磁致伸缩特性 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 高压并联电抗器铁心的振动研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 磁致伸缩模型 |
| 3.2.1 磁致伸缩本质模型 |
| 3.2.2 Jiles磁致伸缩模型 |
| 3.2.3 两种磁致伸缩模型的对比与改进 |
| 3.3 铁心磁-机械耦合模型的有限元分析 |
| 3.3.1 磁场基本方程 |
| 3.3.2 铁心振动的受力分析 |
| 3.3.3 铁心磁-机械耦合模型 |
| 3.4 高压并联电抗器铁心振动的数值计算 |
| 3.4.1 铁心磁-机械耦合模型的建立 |
| 3.4.2 并联电抗器铁心振动的计算结果 |
| 3.5 磁致伸缩力与麦克斯韦电磁力的量化计算及实验验证 |
| 3.5.1 仿真计算设置 |
| 3.5.2 磁致伸缩与麦克斯韦电磁力的量化计算结果 |
| 3.5.3 实验验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 直流偏磁激励下双级磁阀可控电抗器铁心的振动特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 磁致伸缩模型 |
| 4.3 双级磁阀可控电抗器的工作原理与等效电路 |
| 4.3.1 磁阀式电抗器的工作原理 |
| 4.3.2 双级磁阀可控电抗器的等效电路模型 |
| 4.4 双级磁阀可控电抗器铁心的振动计算与实验研究 |
| 4.4.1 双级磁阀可控电抗器铁心振动的计算结果 |
| 4.4.2 双级磁阀可控电抗器铁心振动的实验研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 阳极饱和电抗器铁心的降噪方法研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 阳极饱和电抗器铁心振动计算分析 |
| 5.3 阳极饱和电抗器铁心降噪方法 |
| 5.3.1 聚氨酯阻尼弹性体 |
| 5.3.2 聚氨酯阻尼弹性体降噪效果分析 |
| 5.3.2.1 试验设置 |
| 5.3.2.2 无弹性体时铁心的振动噪声 |
| 5.3.2.3 施加弹性体后铁心的振动噪声 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 新型磁性材料的磁致伸缩与高频变压器铁心振动特性研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 新型磁性材料的磁致伸缩研究 |
| 6.2.1 基于圆环振动理论的磁致伸缩反演法 |
| 6.2.2 硅钢、非晶与纳米晶材料的磁致伸缩测量 |
| 6.3 非晶高频变压器的固有频率研究 |
| 6.4 不同激励形式下非晶高频变压器的振动噪声研究 |
| 6.4.1 实验设置 |
| 6.4.2 实验结果分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 攻读博士学位期间参加的科研工作 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
四、在硅钢片中计算单位损耗的方法（论文参考文献）
- [1]磁饱和式可控电抗器的磁路模型及其应用研究[D]. 张慧英. 兰州交通大学, 2021(01)
- [2]大型电机铁心片间故障分析与风险预测[D]. 刘金辉. 哈尔滨理工大学, 2021(01)
- [3]特高压并联电抗器铁心振动机理及减振措施研究[D]. 郭佳熠. 华北电力大学(北京), 2021(01)
- [4]特高压变压器直流偏磁下的损耗和温升特性研究[D]. 李明洋. 华北电力大学(北京), 2021
- [5]永磁电机的振动分析及减振方法研究[D]. 宋子晗. 天津工业大学, 2021(01)
- [6]考虑磁致伸缩效应的电力变压器振动特性研究[D]. 连雯. 南昌大学, 2020(01)
- [7]永磁同步电机磁热耦合分析与温升研究[D]. 李建军. 广东工业大学, 2020(06)
- [8]大型电机定子铁心故障分析与检测[D]. 王晓慧. 哈尔滨理工大学, 2020(02)
- [9]基于混合式磁钢转子结构的电动车用永磁同步电机优化设计研究[D]. 胡博文. 上海大学, 2020(02)
- [10]复杂工况下软磁材料磁致伸缩特性与电力设备铁心振动研究[D]. 张鹏宁. 华北电力大学(北京), 2019