Ansoft Maxwell

摘要： 对永磁涡流调速器的研究,目前大多重点关注调速能力特性的提高,而对其自身能效特性关注较少。实际上,永磁涡流调速器依靠感生涡流产生的磁场作为驱动力来源,其自身也是一个耗能元件,研究其能耗特性对于合理利用、达到或提高节能效果以及改进其工作性能具有重要意义。本文利用有限元电磁分析软件Ansoft Maxwell对圆盘式永磁涡流调速器进行三维建模仿真,研究其输出扭矩与转速差的关系,得出随永磁体气隙厚度改变,永磁涡流调速器传递效率保持恒定,传递效率随转速差的增加呈线性下降趋势。通过能量分析得到,永磁涡流调速器输入与输出功之差等于耗散的热量且永磁涡流调速器自身能耗正比于输入功率。

摘要： 快速机械开关作为混合式直流断路器系统的关键设备,其操动机构多选用电磁斥力机构,电磁斥力机构的磁场电场相互耦合,仅通过控制变量法难以从整体上对电磁斥力机构进行优化设计。为此,提出一种多策略改进粒子群算法,并将其应用到斥力机构的参数优化中。首先,利用Ansoft Maxwell仿真分析了电磁斥力机构的线圈盘尺寸、金属盘尺寸和放电回路参数对快速机械开关动态性能的影响,确定了主要的优化设计参数;其次,针对基本粒子群的缺陷,结合重开端及反向学习策略进行改进并验证了改进后算法的优势性;最后,根据优化后的参数制造了样机并进行了动态性能测试。测试结果表明:优化后的开关的分断速度得到提高的同时减小了开关的总体积和成本,验证了优化设计的有效性。研制出的快速机械开关将投入张北±500 kV柔性直流输电工程使用。

摘要： 为分析500kV超高压输电线路下的电场分布问题,采用电磁场分析软件Ansoft Maxwell建立了500kV超高压水平排列输电线路在不同地形条件下的二维模型。分析了凹形地面、凸形地面、地面凹凸程度,及地形所处位置变化对输电线路电场分布的影响,并探讨了同一水平高度由于地形变化带来的电场变化,为非平原地区输电线的电场研究提供了借鉴。

摘要： 针对电磁主动平衡头自锁力矩问题,在特定结构下,通过对磁路进行工艺简化,建立了自锁磁路三维模型.采用ANSOFT MAXWELL计算了磁路气隙长度从0.1 mm到0.5 mm自锁力矩峰值;根据自锁原理搭建了试验平台,基于LabVIEW软硬件平台进行了自锁力矩峰值测试试验,通过改变气隙调节垫片数量测得了同等自锁力矩峰值.研究结果表明:自锁力矩峰值随气隙增大呈类似指数函数减小;由于加工误差和材料缺陷试验测试结果小于有限元分析结果,但误差在20％以内,满足工程要求,试验结果验证了有限元分析结果的有效性;该研究为平衡头的开发和设计提供了重要参考.

摘要： 针对永磁同步电机永磁体失磁问题,文中采用有限元分析方法,建立3 kW小型永磁同步电机的Ansoft Maxwell有限元分析模型.采用等比例减少永磁材料矫顽力和剩余磁感应强度的方法来模拟永磁体退磁故障,建立了不同失磁程度下的电机有限元模型.结果表明,当永磁同步电机发生50％失磁故障时,空载以及负载时的气隙磁密都不同程度减小,空载气隙磁场衰减53.0％,负载衰减19.8％.此外,感应电势成线性减小,电流非线性增大,感应电势的基波和谐波分量都不同程度的减小.电机输出转矩随着失磁程度增大而减小,且失磁程度达到50％时,永磁电机已经开始不能达到额定转矩输出状态.文中结果可作为失磁故障诊断提供参考依据.

摘要： 利用电磁有限元软件Ansoft Maxwell对某电磁阀的响应性能进行优化设计,利用软件的变参数化计算功能,得到电磁阀的响应时间随弹簧刚度、弹簧安装力以及不锈钢无磁垫片厚度变化的关系曲线.通过仿真分析结果,对电磁阀进行改进设计,采取增大弹簧安装力、提高弹簧刚度和增加不锈钢无磁垫片的措施,使得电磁阀的响应性能能够满足发动机的输出要求.

摘要： 对空气沿面型介质阻挡放电(Surface Dielectric Barrier Discharge,SDBD)进行了仿真与研究,主要对不同介质材料、介质厚度、激励电压、电极尺寸、电极形状对放电特性的影响进行了研究.仿真结果表明:介质阻挡材料介电常数越大,越容易获得较大的电场强度;介质阻挡层越厚,获得的电场强度越小;激励电压越大,获得的电场强度越大;电极尺寸为25 mm×25 mm时获得的电场强度大于尺寸为45 mm×45 mm、35 mm×35 mm、15 mm×15 mm的;采用圆形电极获得的电场强度大于三角形电极、八边形电极、正方形电极.这对于研究空气沿面介质阻挡放电等离子体发生装置奠定了一定基础.

摘要： 高压线缆用于动车组牵引系统中主变压器、逆变器等高压电气设备间的电力传输。连接不同功率设备的线缆长期处于复杂的电磁环境中,容易产生严重的电磁干扰现象。本文介绍了高压线缆外加屏蔽体的方案,并通过Ansoft Maxwell对方案进行屏蔽仿真,验证了高压线缆添加屏蔽金属管并且金属管接地可以有效地降低其磁场干扰。

摘要： 针对永磁吸附履带式爬壁机器人吸附效率低的问题,设计了基于Halbach阵列的新型永磁吸附单元,并对其吸附特性进行了研究.采用Ansoft Maxwell软件对磁吸附单元进行了有限元模拟仿真,研究了Halbach永磁体阵列在单侧汇聚磁感线的特性,并设计了吸附力实验验证了有限元模拟的准确性;基于传统的Halbach永磁体阵列,在弱磁侧加入轭铁,有效减少了弱磁侧的磁场泄漏;采用Ansoft Maxwell软件中的参数化扫描功能,对吸附模块的关键结构尺寸进行了分析,研究了磁体阵列的宽度、高度、厚度以及轭铁的高度对吸附力和吸附效率的影响;为使吸附效率最大化,在上述分析基础上选取了最优尺寸.研究结果表明:优化后的吸附单元单位重量吸附力提升了60％,达到1 413 N/kg,磁吸附效率得到了显著提高,为爬壁机器人的设计优化提供了依据.

摘要： 为研究电容近炸引信电容探测器二电极或三电极哪种方式能使引信获得较远的作用距离,首先建立了电容近炸引信电容探测器二电极和三电极方式的等效球电极模型;用镜像法及有限元Ansoft Maxwell软件计算该模型在不同弹目距离下的等效电容数值,进一步计算比较了两种电极方式下等效电容在一定距离范围内的变化量;在镜像法计算结果的基础上利用Matlab计算了两种电极方式下振荡器频率在不同弹目距离下的数值,并比较了两种电极方式下振荡器频率在一定距离范围内的变化量。得出结论：在文中的电极参数取值条件下,三电极方式较二电极方式能获得更大的电容变化量以及更大的振荡器频率变化量,可使电容近炸引信获得更远的作用距离。

摘要： 为研究电容近炸引信电容探测器二电极或三电极哪种方式能使引信获得较远的作用距离,首先建立了电容近炸引信电容探测器二电极和三电极方式的等效球电极模型;用镜像法及有限元Ansoft Maxwell软件计算该模型在不同弹目距离下的等效电容数值,进一步计算比较了两种电极方式下等效电容在一定距离范围内的变化量;在镜像法计算结果的基础上利用Matlab计算了两种电极方式下振荡器频率在不同弹目距离下的数值,并比较了两种电极方式下振荡器频率在一定距离范围内的变化量。得出结论：在文中的电极参数取值条件下,三电极方式较二电极方式能获得更大的电容变化量以及更大的振荡器频率变化量,可使电容近炸引信获得更远的作用距离。

摘要： 为研究电容近炸引信电容探测器二电极或三电极哪种方式能使引信获得较远的作用距离,首先建立了电容近炸引信电容探测器二电极和三电极方式的等效球电极模型;用镜像法及有限元Ansoft Maxwell软件计算该模型在不同弹目距离下的等效电容数值,进一步计算比较了两种电极方式下等效电容在一定距离范围内的变化量;在镜像法计算结果的基础上利用Matlab计算了两种电极方式下振荡器频率在不同弹目距离下的数值,并比较了两种电极方式下振荡器频率在一定距离范围内的变化量。得出结论：在文中的电极参数取值条件下,三电极方式较二电极方式能获得更大的电容变化量以及更大的振荡器频率变化量,可使电容近炸引信获得更远的作用距离。

摘要： 为研究电容近炸引信电容探测器二电极或三电极哪种方式能使引信获得较远的作用距离,首先建立了电容近炸引信电容探测器二电极和三电极方式的等效球电极模型;用镜像法及有限元Ansoft Maxwell软件计算该模型在不同弹目距离下的等效电容数值,进一步计算比较了两种电极方式下等效电容在一定距离范围内的变化量;在镜像法计算结果的基础上利用Matlab计算了两种电极方式下振荡器频率在不同弹目距离下的数值,并比较了两种电极方式下振荡器频率在一定距离范围内的变化量。得出结论：在文中的电极参数取值条件下,三电极方式较二电极方式能获得更大的电容变化量以及更大的振荡器频率变化量,可使电容近炸引信获得更远的作用距离。

摘要： 为研究电容近炸引信电容探测器二电极或三电极哪种方式能使引信获得较远的作用距离,首先建立了电容近炸引信电容探测器二电极和三电极方式的等效球电极模型;用镜像法及有限元Ansoft Maxwell软件计算该模型在不同弹目距离下的等效电容数值,进一步计算比较了两种电极方式下等效电容在一定距离范围内的变化量;在镜像法计算结果的基础上利用Matlab计算了两种电极方式下振荡器频率在不同弹目距离下的数值,并比较了两种电极方式下振荡器频率在一定距离范围内的变化量。得出结论：在文中的电极参数取值条件下,三电极方式较二电极方式能获得更大的电容变化量以及更大的振荡器频率变化量,可使电容近炸引信获得更远的作用距离。

摘要： 本文对现有的两种磁元件集成方法(解耦型和耦合型)及各自特点做了简要介绍.针对以Buck+Half-Bridge两级电路为拓扑的VRM,鉴于其后级电路采取固定占空比的PWM控制,经分析得出解耦型磁元件集成方案比非解耦型磁元件集成方案更为适合.在确定方案之后,再结合VRM低压大电流输出的特点,提出一种适用的磁元件集成结构.借助Ansoft/Maxwell 2D对所设计的集成磁元件进行了损耗分析,并通过比较总结了该集成磁元件在损耗和体积两方面的良好表现.

摘要： 本文对现有的两种磁元件集成方法(解耦型和耦合型)及各自特点做了简要介绍.针对以Buck+Half-Bridge两级电路为拓扑的VRM,鉴于其后级电路采取固定占空比的PWM控制,经分析得出解耦型磁元件集成方案比非解耦型磁元件集成方案更为适合.在确定方案之后,再结合VRM低压大电流输出的特点,提出一种适用的磁元件集成结构.借助Ansoft/Maxwell 2D对所设计的集成磁元件进行了损耗分析,并通过比较总结了该集成磁元件在损耗和体积两方面的良好表现.

摘要： 本文对现有的两种磁元件集成方法(解耦型和耦合型)及各自特点做了简要介绍.针对以Buck+Half-Bridge两级电路为拓扑的VRM,鉴于其后级电路采取固定占空比的PWM控制,经分析得出解耦型磁元件集成方案比非解耦型磁元件集成方案更为适合.在确定方案之后,再结合VRM低压大电流输出的特点,提出一种适用的磁元件集成结构.借助Ansoft/Maxwell 2D对所设计的集成磁元件进行了损耗分析,并通过比较总结了该集成磁元件在损耗和体积两方面的良好表现.