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采用磁场分割法进行的发动机电磁气门驱动(EVA)仿真计算

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内燃机工程 2003年第1期24卷 1-5页

作者：付雨民赵雨东清华大学汽车工程系北京100084

在对发动机电磁气门驱动(Electromagnetic Valve Actuation,简称EVA)进行的仿真计算中,采用磁场分割法建立了电磁铁磁路模型,并根据牛顿第二定律和电压平衡原理分别建立了EVA动力学模型和电路模型,编制了相应的计算程序。计算与试验对... 详细信息

在对发动机电磁气门驱动(Electromagnetic Valve Actuation,简称EVA)进行的仿真计算中,采用磁场分割法建立了电磁铁磁路模型,并根据牛顿第二定律和电压平衡原理分别建立了EVA动力学模型和电路模型,编制了相应的计算程序。计算与试验对比基本符合的情况表明,所建模型反映了EVA的基本特征,整套仿真方法可行。

关键词：磁场分割法发动机电磁气门驱动 EVA 仿真数学模型

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磁集成LLC直流变压器的分析与设计

磁集成LLC直流变压器的分析与设计

作者：段晨旭河北工业大学

学位级别：硕士

随着经济的发展,人们生活质量的提高,对能源的消耗也日益增长。但是,全球传统能源的储量却是有限的,在不久的将来,这些能源肯定不能满足人类生活的需求。因此,对新能源的开发使用是世界各国比较重视的发展方向。直流变压器作为连接不同... 详细信息

随着经济的发展,人们生活质量的提高,对能源的消耗也日益增长。但是,全球传统能源的储量却是有限的,在不久的将来,这些能源肯定不能满足人类生活的需求。因此,对新能源的开发使用是世界各国比较重视的发展方向。直流变压器作为连接不同电压等级的桥梁,是全直流海上风电场以及光伏并网系统等新能源系统中的重要设备。因此,使用高效率、高频率、高功率密度的电力电子变换器作为直流变压器将成为新能源系统的主要发展趋势。LLC谐振电路由于可以实现一次侧开关管的软开关,并且还可以实现电气隔离。除此之外,LLC谐振电路可以高频工作,以及可将磁性元件进行集成设计的特点,极大地减小整体变换器的体积,提高了功率密度。非常适合作为直流变压器的基本拓扑结构。因此,本课题主要研究了LLC谐振变换器工作在直流变压器模式下的优化方案,以及将谐振电感与高频变压器进行磁集成设计。为探讨LLC谐振电路工作在直流变压器模式下的特点,首先对LLC谐振变换器的工作原理进行模态分析;利用基波分析法对LLC谐振电路进行建模,分析负载和励磁电感变化时对LLC谐振电路最优工作点的影响;其次将变换器定频工作方式与频率跟踪工作方式下的输出电压外特性进行对比。分析不同频率跟踪方法对LLC直流变压器工作特性的影响。随后,本文又提出一种LLC谐振变换器磁集成设计的分析方法。首先,采用磁芯结构较为简单的EE型磁芯,将一次侧绕组和二次侧绕组分别绕在磁芯的两侧,漏磁通则可以在中间磁路通过,这样就可以增大变压器的漏感,利用变压器的漏感代替谐振电感;然后通过分析耦合电感和LLC谐振腔的等效电路方程,得出耦合电感参数与LLC谐振腔参数之间的关系;其次通过分析绕组和磁芯结构得出等效磁路模型,由等效磁路模型推导出耦合电感各个参数表达式,进而得到LLC谐振腔参数与磁路磁阻之间的关系。通过调节气隙长度即可准确的得到所需变换器中的参数;然后利用磁场分割法对磁阻模型进行建模,精确分析气隙对磁阻的影响。最后,根据磁集成变压器和LLC谐振电路的设计思路恰当的选择参数值,通过PSIM软件进行仿真分析,对磁集成LLC谐振电路的谐振参数进行验证;并搭建1台1 k W实验样机来验证磁集成LLC直流变压器设计方法的有效性。

关键词： LLC直流变压器频率跟踪磁集成磁阻模型磁场分割法

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大气隙混合磁悬浮结构的数学建模与控制

大气隙混合磁悬浮结构的数学建模与控制

作者：刘浩然沈阳工业大学

学位级别：硕士

磁悬浮技术有着无摩擦、无损耗、能耗低、无噪声、寿命长等优点。由于这种技术以磁力作为支承力,因而对磁力的精准计算将对磁悬浮技术的理论和应用研究都有着至关重要的作用。工程中普遍使用磁路法来计算支承磁力,而其理论基础为气隙磁... 详细信息

磁悬浮技术有着无摩擦、无损耗、能耗低、无噪声、寿命长等优点。由于这种技术以磁力作为支承力,因而对磁力的精准计算将对磁悬浮技术的理论和应用研究都有着至关重要的作用。工程中普遍使用磁路法来计算支承磁力,而其理论基础为气隙磁场分布均匀、无漏磁、磁材料线性不饱和等。然而此方法不适用于大气隙磁悬浮结构,大气隙磁悬浮结构有气隙磁场分布不均匀、漏磁大幅增大、工作点变化范围大、磁场非线性强烈等缺点,导致其磁力建模困难,精度不准确,因此需要基于磁路法进行修正或建立新的设计方法。为解决这种大气隙混合磁悬浮结构磁力建模不精准的问题,本文基于对此磁悬浮结构中的永磁体进行的气隙磁通、磁力线分布,使用磁场分割法与等效磁路法建立了磁路模型,并结合磁性材料的特性与电磁场理论建立了大气隙磁悬浮结构的磁力数学模型。本文对所研究的大气隙混合磁悬浮结构的力学特性进行了详细的理论分析与有限元分析,以及实验数据的记录与分析,并通过对比得出了在力学特性上永磁悬浮物的径向位移、轴向气隙对径向永磁力、轴向永磁力的影响,还分析了电磁铁的线圈电流以及永磁悬浮物的距离对径向电磁力的影响,验证了永磁力与电磁力数学模型的有效性。最后,根据大气隙磁悬浮结构的磁力数学模型进行了非线性鲁棒控制器的设计,使系统最终能在最大不确定性条件下仍能配合数学模型拥有相对精准并稳定控制的能力,并进行了仿真验证。结果表明,所设计的非线性鲁棒控制器具有良好的干扰抑制能力和一定节能效果,并能实现系统的稳定。

关键词：磁悬浮磁力建模磁场分割法鲁棒控制

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片式薄膜功率电感的感值建模与结构分析

电气开关 2024年第1期62卷 31-39页

作者：张聪徐玉珍福州大学电气工程与自动化学院福建福州350108

随着便携式电子产品的轻薄化和小型化发展,电源模块也朝着小型化发展,所以对电源模块中体积最大的磁性元件电感进行建模设计就显得尤为重要。针对片式电感器的薄膜电感,首先应用磁场分割法,建立磁路模型,计算其感量;接着,进一步分析各... 详细信息

随着便携式电子产品的轻薄化和小型化发展,电源模块也朝着小型化发展,所以对电源模块中体积最大的磁性元件电感进行建模设计就显得尤为重要。针对片式电感器的薄膜电感,首先应用磁场分割法,建立磁路模型,计算其感量;接着,进一步分析各磁阻的磁场大小,推出简易的磁场表达式,代入用多项式拟合后的磁导率曲线,对电感直流叠加特性进行研究;并且分析了当设计某目标感值时,匝数和电阻的关系,得出了在最优匝数下的磁芯高度占比范围在59%左右;最后运用有限元仿真软件验证了该模型的精确性和实用性,当磁芯高度占比在54.74%~63.16%时,误差范围为-1.97%~0.31%,当磁芯高度在59%左右时,饱和电流求解误差在4.28%以内。

关键词：片式电感薄膜电感磁场分割法直流叠加特性

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平面磁力研磨电磁感应器的设计计算

沈阳大学学报 2001年第4期13卷 61-63页

作者：贾向义陈敏宋燕飞沈阳大学机械工程学院辽宁沈阳110044 沈阳黎明发动机制造公司辽宁沈阳110043

本文讨论了平面磁力研磨电磁感应器的设计计算问题 ,用磁场分割法计算电磁线圈的磁动势。

关键词：磁力研磨电磁感应器电磁线圈磁动势磁场分割法磁场力设计

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混合磁悬浮隔振平台径向磁力模型研究

数字制造科学 2020年第2期 143-147页

作者：甘淘利宋春生丁成苗武汉理工大学机电工程学院湖北武汉430070 湖北省磁悬浮工程技术研究中心湖北武汉430070

针对磁力数学模型精度在大气隙情况下往往不能满足工程要求的问题,设计了一种混合磁悬浮隔振平台,基于永磁部分磁力线分布规律,采用分割磁场法创建了气隙磁通等效磁路模型,得到了气隙磁能的解析表达式,利用虚功原理建立了悬浮磁柱径向... 详细信息

针对磁力数学模型精度在大气隙情况下往往不能满足工程要求的问题,设计了一种混合磁悬浮隔振平台,基于永磁部分磁力线分布规律,采用分割磁场法创建了气隙磁通等效磁路模型,得到了气隙磁能的解析表达式,利用虚功原理建立了悬浮磁柱径向磁力数学模型。结合ANSYS Maxwell有限元仿真软件分析在不同轴向气隙下该模型的适用情况,得出了在大气隙(20 mm≤z≤46 mm)条件下,该模型的计算误差在10%以内的结论。

关键词：磁悬浮隔振平台径向磁力模型大气隙磁场分割法磁路法