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直驱式永磁同步风力发电机性能研究 被引量:44
1
作者 张岳 王凤翔 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期78-82,共5页
通过等效磁路法设计了额定功率1.5MW的直驱式永磁风力发电机;为了深入研究额定功率1.5MW的直驱式永磁风力发电机的运行特性,采用场路结合法分析了永磁风力发电机在空载、额定负载和短路情况下的运行特点,并验证了所设计永磁风力发电机... 通过等效磁路法设计了额定功率1.5MW的直驱式永磁风力发电机;为了深入研究额定功率1.5MW的直驱式永磁风力发电机的运行特性,采用场路结合法分析了永磁风力发电机在空载、额定负载和短路情况下的运行特点,并验证了所设计永磁风力发电机的可行性;在此基础上,将极弧系数、负载变化对永磁同步发电机输出功率的影响进行了仿真;对比研究了每极每相槽数对永磁同步发电机性能的影响。结果表明:极槽匹配对直驱式风力永磁发电机性能有很大影响;通过合理选择极数、槽数以及极弧系数,可以减少输出电压谐波分量的影响,降低永磁材料的使用,节省成本,有助于直驱式风力永磁发电机获得良好的性能。 展开更多
关键词 永磁风力发电机 直驱式 场路结合法
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定子绕组匝间短路对发电机电磁转矩特性的影响 被引量:20
2
作者 赵洪森 戈宝军 +2 位作者 陶大军 文茹馨 邢广 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期192-198,共7页
基于场路耦合原理,首先建立了能够充分考虑发电机电磁饱和、磁极形状和齿槽效应的有限元数学模型,并采用麦克斯韦张量法计算了同步发电机定子内部短路故障前后的电磁转矩。通过对故障前后电磁转矩的频谱分析得出,定子发生内部短路故障... 基于场路耦合原理,首先建立了能够充分考虑发电机电磁饱和、磁极形状和齿槽效应的有限元数学模型,并采用麦克斯韦张量法计算了同步发电机定子内部短路故障前后的电磁转矩。通过对故障前后电磁转矩的频谱分析得出,定子发生内部短路故障后会产生很强的基频电磁转矩和二倍频电磁转矩。在此基础上,研究了暂态过程中基频电磁转矩、二倍频电磁转矩以及稳态过程中二倍频电磁转矩随故障匝数和短路位置的变化规律,该结果对于同步发电机内部短路故障的监测与诊断具有重要意义。 展开更多
关键词 发电机 短路故障 电磁转矩 场路耦合 麦克斯韦张量法
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轴向双分裂发电机变压器漏磁场及穿越短路阻抗计算与分析 被引量:19
3
作者 李岩 李龙女 +1 位作者 井永腾 韩芳旭 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1623-1629,共7页
由于轴向双分裂发电机变压器绕组结构复杂,其短路阻抗较难准确地计算。为此,以1台轴向双分裂发电机变压器为例,建立了漏磁场和等效电路模型,对其进行了3维和2维漏磁场分析。并采用漏磁链法和场路耦合方法进一步计算了不同工况下的穿越... 由于轴向双分裂发电机变压器绕组结构复杂,其短路阻抗较难准确地计算。为此,以1台轴向双分裂发电机变压器为例,建立了漏磁场和等效电路模型,对其进行了3维和2维漏磁场分析。并采用漏磁链法和场路耦合方法进一步计算了不同工况下的穿越短路阻抗以及分裂支路电流分配问题,将计算结果与实验值进行对比分析。结果表明:对于短路阻抗的计算,采用场路耦合的3维有限元法比2维有限元法及漏磁链法更接近实验值,3维有限元法计算误差<2%,而漏磁链法最大误差达到了7.2%;与漏磁链法相比,3维有限元法能够更精确地计算变压器的漏磁场以及分裂支路电流分配问题。对分裂变压器短路阻抗的计算研究为分裂变压器的合理设计提供了参考依据。 展开更多
关键词 分裂式变压器 短路阻抗 场路耦合 有限元法 漏磁场 电流分配
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用场路耦合模拟变压器线圈部分短路故障电流的方法 被引量:19
4
作者 张俊杰 刘兰荣 +3 位作者 刘东升 刘力强 张喜乐 胡启凡 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第20期65-70,共6页
通过场路耦合的方法计算了变压器匝间短路、饼间短路等线圈各种假设短路故障工况,获得故障状态下的线端短路稳态电流和阻抗参数,再根据计算得到的系统参数和故障时刻初相角,通过数学模型模拟出短路发生后的故障瞬态波形,若与实际故障录... 通过场路耦合的方法计算了变压器匝间短路、饼间短路等线圈各种假设短路故障工况,获得故障状态下的线端短路稳态电流和阻抗参数,再根据计算得到的系统参数和故障时刻初相角,通过数学模型模拟出短路发生后的故障瞬态波形,若与实际故障录波对比可以推断短路故障的起因。通过对某台大型单相电力变压器验算,证明了该系统故障由非线圈短路引起。 展开更多
关键词 变压器 短路 故障 场路耦合 有限元
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基于隔直装置全局优化投切的直流偏磁治理方法 被引量:17
5
作者 谢志成 林湘宁 +5 位作者 李正天 郑颖 郭倩雯 Muhammad Shoaib Khalid Owolabi Sunday Adio 薄志谦 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第24期7133-7142,共10页
由于缺乏对直流电流全局分布的考虑,传统隔直装置投切方法容易造成区域内其他变压器出现中性点直流电流被动超标。为了有效地指导偏磁治理工作,提出一种基于隔直装置全局优化投切的偏磁治理方法。首先根据直流电位衰减规律确定交流系统... 由于缺乏对直流电流全局分布的考虑,传统隔直装置投切方法容易造成区域内其他变压器出现中性点直流电流被动超标。为了有效地指导偏磁治理工作,提出一种基于隔直装置全局优化投切的偏磁治理方法。首先根据直流电位衰减规律确定交流系统建模范围,其次结合交流系统等效电阻网络、变电站与接地极地理位置分布情况,采用场–路耦合分析思想建立全局隔直装置优化投切数学模型,最后以全局中性点直流电流最大值最小为目标进行寻优,得到最优投切方案。通过宜昌地区电网实际参数验证所提方法(基于穷举法寻优)隔直效果优于传统方法,同时为了保证在交流系统规模扩大后寻优的效率,采用多种智能方法对优化问题进行求解,验证了智能算法同样可以实现趋近于穷举法的隔直效果。 展开更多
关键词 直流偏磁 隔直装置 优化投切 场–路耦合 穷举法 智能算法
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新型汽车用爪极发电机系统效率计算 被引量:8
6
作者 王群京 倪有源 +1 位作者 朱卫国 鲍晓华 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期1609-1611,共3页
用场路结合方法计算一种新型汽车用爪极发电机系统效率。和普通电励磁爪极发电机相比,混合励磁爪极发电机提高了效率。有限元方法虽然计算精度很高,但计算时间很长,不适合计算效率。给出一台混合励磁爪极发电机三维等效磁网络模型,在磁... 用场路结合方法计算一种新型汽车用爪极发电机系统效率。和普通电励磁爪极发电机相比,混合励磁爪极发电机提高了效率。有限元方法虽然计算精度很高,但计算时间很长,不适合计算效率。给出一台混合励磁爪极发电机三维等效磁网络模型,在磁场计算的基础上,由电路分析计算各种损耗得到混合励磁爪极发电机系统的效率。 展开更多
关键词 场路结合方法 混合励磁 爪极发电机 效率
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基于时步有限元的抽水蓄能电机瞬态参数计算方法的对比 被引量:13
7
作者 王伟华 王红宇 +2 位作者 许国瑞 康锦萍 孙玉田 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期89-97,共9页
为准确计算抽水蓄能电机分别运行于发电及电动工况时的瞬态参数,本文基于单元电机建立了抽水蓄能电机的场路耦合时步有限元模型。采用包络线法得到空载突然三相短路时电机的瞬态参数(简称包络线法),同时用冻结磁导率法得到空载突然三相... 为准确计算抽水蓄能电机分别运行于发电及电动工况时的瞬态参数,本文基于单元电机建立了抽水蓄能电机的场路耦合时步有限元模型。采用包络线法得到空载突然三相短路时电机的瞬态参数(简称包络线法),同时用冻结磁导率法得到空载突然三相短路时定转子绕组漏抗及电枢反应电抗,由各瞬态参数定义式得到瞬态参数(简称冻结磁导率法)。将冻结磁导率法计算值与设计值分别代入短路电流解析式中得到短路电流波形,与时步有限元仿真波形相比,冻结磁导率法计算波形与之更为接近。将这两种瞬态参数计算方法应用于实验室6极反装水轮发电机,与实验结果对比验证了两种计算方法的有效性和可行性。 展开更多
关键词 抽水蓄能电机 场路耦合 时步有限元 瞬态参数 冻结磁导率法
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基于场路耦合法的异步牵引电机电磁场分析 被引量:11
8
作者 夏正泽 刘慧娟 《微电机》 北大核心 2009年第3期21-23,35,共4页
随着我国高速铁路的快速发展,对异步牵引电机的运行性能提出了越来越高的要求。为进一步优化异步牵引电机的性能,需要准确计算电机电磁场的分布和特性。采用场路耦合法,在忽略定转子端部对电磁场分布影响的前提下,建立了异步牵引电机电... 随着我国高速铁路的快速发展,对异步牵引电机的运行性能提出了越来越高的要求。为进一步优化异步牵引电机的性能,需要准确计算电机电磁场的分布和特性。采用场路耦合法,在忽略定转子端部对电磁场分布影响的前提下,建立了异步牵引电机电磁场分析的场路耦合模型。基于所建模型,利用Ansys软件对一台3相4极异步牵引电机进行二维电磁场仿真计算,得到电机在不同运行状态的磁力线分布和定子电流。仿真结果与电机的设计数据有很好的一致性,证明所建场路耦合模型的正确性,为异步牵引电机的优化设计提供了理论指导。 展开更多
关键词 异步电机 电磁场 场路耦合 有限元法
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超导变压器绕组环流研究 被引量:6
9
作者 李晓松 陈乔夫 +1 位作者 胡贵 李荣华 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期1-3,8,共4页
在用有限元法求解磁场并计算电感矩阵的基础上,采用场—路结合的方法,针对二次绕组几种不同情形进行了环流计算。结果表明为减小环流,二次绕组轴向并绕的多根导线必须在层间换位,而在二次绕组各层两端短接后用铜线过渡到相邻层时环流不... 在用有限元法求解磁场并计算电感矩阵的基础上,采用场—路结合的方法,针对二次绕组几种不同情形进行了环流计算。结果表明为减小环流,二次绕组轴向并绕的多根导线必须在层间换位,而在二次绕组各层两端短接后用铜线过渡到相邻层时环流不可忽视。 展开更多
关键词 超导变压器 有限元 场-路结合 环流计算
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电磁脉冲耦合效应的等效源建模及应用 被引量:6
10
作者 郝建红 范杰清 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期109-113,共5页
结合二端口网络理论和频域电磁场混合势积分方程的矩量法,对带有电缆线屏蔽体的电磁脉冲耦合效应进行了等效源模型建模.采用全波分析提取外部电磁脉冲干扰的等效源参数,利用场路结合的方法,以调制高斯脉冲为例,实现了屏蔽体内电路板上... 结合二端口网络理论和频域电磁场混合势积分方程的矩量法,对带有电缆线屏蔽体的电磁脉冲耦合效应进行了等效源模型建模.采用全波分析提取外部电磁脉冲干扰的等效源参数,利用场路结合的方法,以调制高斯脉冲为例,实现了屏蔽体内电路板上电磁耦合效应的分析.仿真结果表明:在0.1~7.5 GHz频带范围内,构建的电磁干扰等效源模型与商业软件仿真结果吻合得很好,可以为复杂电磁脉冲耦合效应的定量分析提供了一种有效便捷的研究方法,为电路工作安全防护提供理论参考. 展开更多
关键词 电磁仿真分析 印刷电路板 h参数 等效源 场路结合法
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场路结合法设计分析内置式永磁同步电动机 被引量:5
11
作者 张蔚 林明耀 《微特电机》 北大核心 2008年第1期25-27,共3页
采用场路结合法设计稀土永磁同步电动机。运用有限元分析软件ANSYS计算永磁同步电动机电磁系数,针对15kW永磁同步电动机的设计,计算与分析样机的交直轴电枢反应电抗,并对气隙和永磁体磁化方向长度等结构参数对电机性能的影响进行了分析。
关键词 永磁同步电动机 有限元分析 场路结合法
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异步电机时步有限元模型在ANSYS中的实施 被引量:4
12
作者 王爱龙 熊光煜 《电机与控制应用》 北大核心 2006年第12期9-12,共4页
提出一种异步电机场路耦合二维时步有限元方法,其铁心饱和以及集肤效应直接在场中计及。电路方程用于描述定子绕组连接及转子导条和端环连接,电压源可以是任意电压波形。端环等三维端部效应可通过传统方法加以考虑。使用耦合与约束方程... 提出一种异步电机场路耦合二维时步有限元方法,其铁心饱和以及集肤效应直接在场中计及。电路方程用于描述定子绕组连接及转子导条和端环连接,电压源可以是任意电压波形。端环等三维端部效应可通过传统方法加以考虑。使用耦合与约束方程处理转子转动时,不须重新对转子进行刨分。试验结果证明了该方法的有效性。 展开更多
关键词 异步电机 场路耦合 时步 有限元法
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大型短路试验发电机运行性能仿真 被引量:5
13
作者 黄浩 胡刚 +1 位作者 张建涛 朱志佳 《大电机技术》 2021年第2期32-37,58,共7页
短路试验发电机主要用于为高压断路器型式试验提供供电电源,它的运行工况相当于常规发电机的突然短路故障。由于电流冲击很大,远远超过普通发电机的短路电流,其瞬时损耗很大。本文研究的短路试验发电机工作频率为100Hz,其发热更为严重,... 短路试验发电机主要用于为高压断路器型式试验提供供电电源,它的运行工况相当于常规发电机的突然短路故障。由于电流冲击很大,远远超过普通发电机的短路电流,其瞬时损耗很大。本文研究的短路试验发电机工作频率为100Hz,其发热更为严重,不能完全照搬以往50Hz电机的设计方法,需要更为精确与细致的研究。本文采用场路耦合的时步有限元法,对短路试验发电机的整个运行工况进行了仿真,计算获得了定子电流、转子电流以及定子铁芯、转轴、阻尼条和转子槽楔更为精确的损耗分布,为进一步评价电机各部分的发热情况奠定了基础。 展开更多
关键词 短路试验发电机 运行性能 损耗 场路耦合 有限元
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基于场路耦合法的换流变压器匝间短路故障研究 被引量:4
14
作者 杨家辉 王帅兵 +3 位作者 袁耀 程建伟 张曦 刘硕 《南方电网技术》 北大核心 2018年第8期17-22,共6页
提出了一种考虑场路耦合的换流变压器匝间短路故障暂态过程仿真的方法,该方法可有效解决短路故障过程复杂的电磁问题,获得故障过程中线端及各绕组的短路电流波形。文中针对某一台换流变压器匝间短路实例开展了仿真计算,通过外部电路设... 提出了一种考虑场路耦合的换流变压器匝间短路故障暂态过程仿真的方法,该方法可有效解决短路故障过程复杂的电磁问题,获得故障过程中线端及各绕组的短路电流波形。文中针对某一台换流变压器匝间短路实例开展了仿真计算,通过外部电路设置开关闭合时刻来模拟短路故障的发生,并结合系统参数和故障时刻的初相角,获得线端的故障电流波形。计算波形与实际故障录波波形基本吻合,证实了故障发展过程的假设,表明了所提方法适用于变压器匝间短路故障暂态过程的模拟。 展开更多
关键词 场路耦合 有限元法 换流变压器 匝间短路 故障电流
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基于时域有限积分技术的四级串联快脉冲直线型变压器驱动源电磁特性 被引量:4
15
作者 邱浩 王曙鸿 +2 位作者 孙凤举 王志国 何旭 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第4期816-826,共11页
快脉冲直线型变压器驱动源(FLTD)感应腔内部结构和媒质分布复杂,支路放电时快速上升沿脉冲将使空间离散更为繁密,导致计算量剧增。该文利用时域有限积分理论首次研究4级串联共用、独立腔体结构MA级FLTD在支路放电时的电磁场分布规律。... 快脉冲直线型变压器驱动源(FLTD)感应腔内部结构和媒质分布复杂,支路放电时快速上升沿脉冲将使空间离散更为繁密,导致计算量剧增。该文利用时域有限积分理论首次研究4级串联共用、独立腔体结构MA级FLTD在支路放电时的电磁场分布规律。使用场路耦合将电路中电容元件的放电电流作为激励耦合至三维场模型,使用非均匀网格对FLTD初级感应腔内的关键部件剖分网格进行加密处理,使用表面阻抗边界条件描述良导体以降低求解自由度数量,使用基于等效原理的区域分解算法将4级串联FLTD划分为24个不同的求解子区域。结果表明,时域有限积分技术可有效分析FLTD初级腔体内脉冲放电瞬态过程,两种感应腔结构的输出性能和电磁场分布基本一致,4级串联共用腔体结构FLTD设计方案可行。 展开更多
关键词 直线型变压器驱动源 有限积分技术 瞬态电磁场 场路耦合 区域分解算法
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连续运动带材感应加热系统场路耦合分析 被引量:1
16
作者 杨晓光 汪友华 《金属热处理》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期18-20,共3页
采用复矢量磁位-复标量位(A-φ)法计算涡流场,同时基于磁场分析和法拉第电磁感应定律得出了矢量磁位(A)与等效电路参数的耦合方程。基于此方程,对连续运动带材横向磁通感应加热过程进行了涡流场、温度场与等效电路的耦合分析,其中耦合... 采用复矢量磁位-复标量位(A-φ)法计算涡流场,同时基于磁场分析和法拉第电磁感应定律得出了矢量磁位(A)与等效电路参数的耦合方程。基于此方程,对连续运动带材横向磁通感应加热过程进行了涡流场、温度场与等效电路的耦合分析,其中耦合场的计算采用了三维有限元方法。计算结果与测量结果表明,与以能量损耗为基础的场路耦合方程相比,本文所给出的耦合方程更准确。 展开更多
关键词 感应加热 耦合场 场路耦合 有限元法 复矢量磁位-复标量位法
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基于耦合仿真的少稀土混合永磁电机的性能分析 被引量:3
17
作者 陈云云 蔡同乐 李敏艳 《机床与液压》 北大核心 2022年第12期120-124,共5页
针对新型少稀土非对称混合永磁同步电机,考虑到不同运行工况下电机实际电磁性能受驱动器以及控制策略的影响,引入场路耦合方法。基于ANSYS Maxwell、Simplorer平台建立了完整的电机本体及驱动控制系统模型,分析计算了全速域内电机的电... 针对新型少稀土非对称混合永磁同步电机,考虑到不同运行工况下电机实际电磁性能受驱动器以及控制策略的影响,引入场路耦合方法。基于ANSYS Maxwell、Simplorer平台建立了完整的电机本体及驱动控制系统模型,分析计算了全速域内电机的电磁特性及驱动性能,并与MATLAB-Simulink驱动控制仿真结果进行了对比。结果表明因电机电磁特性和驱动控制信息的实时传递,采用场路耦合仿真分析方法的计算结果具有更高的准确性和可信度,为后续该类新型少稀土非对称混合永磁同步电机的进一步系统级优化设计提供了参考。 展开更多
关键词 少稀土混合永磁电机 场路耦合 有限元
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输电线路工频电磁场对汽车起重机的电磁骚扰 被引量:3
18
作者 肖黎 余占清 +3 位作者 张波 曾杨 于晓颖 陈水明 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1775-1780,共6页
输电线路产生的工频电磁场会对汽车起重机等工程机械的高空作业部分产生严重的电磁骚扰,影响其正常作业。为解决该问题,根据输电线路电磁场的特性和汽车起重机的结构特点,采用有限元法计算了空间电磁场分布;基于Rachidi场线耦合模型分... 输电线路产生的工频电磁场会对汽车起重机等工程机械的高空作业部分产生严重的电磁骚扰,影响其正常作业。为解决该问题,根据输电线路电磁场的特性和汽车起重机的结构特点,采用有限元法计算了空间电磁场分布;基于Rachidi场线耦合模型分析了控制器局域网络总线的耦合响应及吊臂外壳的电位分布,并分析了吊臂长度、仰角及其与输电线路水平距离等参数对吊臂外壳电位分布的影响。结果表明,输电线路产生的电磁场导致汽车起重机吊臂外壳两端产生了近1.6 V的电位差,进而产生电磁骚扰;在汽车起重机相关部位喷涂绝缘漆,或者优化车载电子系统的接地方式,可以避免该类型的电磁骚扰,保证设备正常工作。 展开更多
关键词 工频电磁场 电磁骚扰 汽车起重机 场路结合法 地电位 接地方式
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同步发电机短路故障分析方法研究 被引量:2
19
作者 史丽敏 杨泽江 +1 位作者 高向前 李艳君 《电气传动》 2021年第7期52-54,58,共4页
为提高同步发电机励磁绕组匝间短路故障的诊断速度和精度,提出了一种基于“场路结合”算法的故障分析方法。首先,建立了同步发电机励磁绕组匝间短路故障的扩充多回路数学模型。在此基础上,利用有限元分析确定了电感参数表达式,将有限元... 为提高同步发电机励磁绕组匝间短路故障的诊断速度和精度,提出了一种基于“场路结合”算法的故障分析方法。首先,建立了同步发电机励磁绕组匝间短路故障的扩充多回路数学模型。在此基础上,利用有限元分析确定了电感参数表达式,将有限元分析所得电感参数代入回路电压方程即可实现场路结合分析。以1台凸极同步发电机作为平台,进行仿真和实验研究,数据对比表明:场路结合法不仅具有较高的准确度而且可以提高计算效率,可以为励磁绕组匝间短路保护提供依据。 展开更多
关键词 发电机 场路结合法 励磁绕组 短路故障分析
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考虑次同步分量下时间周期问题的三维定点有限元法及变压器电磁特性分析 被引量:2
20
作者 孙佳安 李琳 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第14期3475-3486,共12页
次同步频率分量注入导致变压器铁心产生周期性非对称偏置磁化。该文以矢量磁位A和绕组电流I为待求量,考虑场路耦合关系并结合固定点法处理磁阻率非线性,建立计算变压器铁心静磁场的三维时间周期有限元模型并编写了计算程序,对含次同步... 次同步频率分量注入导致变压器铁心产生周期性非对称偏置磁化。该文以矢量磁位A和绕组电流I为待求量,考虑场路耦合关系并结合固定点法处理磁阻率非线性,建立计算变压器铁心静磁场的三维时间周期有限元模型并编写了计算程序,对含次同步频率分量下变压器铁心的稳态磁特性进行研究。在前处理阶段对绕组区域的各单元建立电流密度方向矢量矩阵。在迭代阶段,对非线性各向异性铁心区域需选择合适的局部收敛定点磁阻率。利用二维时间周期有限元法计算得到的绕组电流稳态解作为三维场路耦合计算的电流初值以减少迭代时间。通过计算和实验结果验证了该文算法的有效性,并分析了不同幅值、频率、相序以及三相分布的次同步频率分量对铁心电磁特性的影响。 展开更多
关键词 次同步频率分量 非对称偏置磁化 三维时间周期有限元法 场路耦合 固定点法
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