摘要：涡流检测数值模拟可用于涡流探头设计和检测参数优化。该文在研究3维涡流场的有限元求解的基础上,考虑涡流检测电路与电磁场的相互耦合关系,建立了涡流检测的3维场路耦合模型。该模型在电路层面上实现了涡流检测的仿真,为检测的优化设计提供了直接的理论指导。以高温气冷堆燃料球检测为例,对涡流检测过程进行了数值模拟。将该模型应用于高温气冷堆(HTGR)燃料球的检测仿真,实验结果表明该方法是正确有效的,其数值计算结果与探头实际输出信号基本一致。

摘要：为研究超磁致致动器(giant magnetostrictive actuator,GMA)激磁电路的电感变化给动态特性带来的影响,分析超磁致材料(giant magnetostrictive material,GMM)的BH曲线随应力变化的内秉特性,建立GMA的电磁场、力场有限元模型和激磁电路集总参数模型,详述了在这2种模型之间以电感作为耦合参变量的场路耦合方法,并采用时步法进行GMA在不同电压下的动态特性分析。结果表明,该模型与电感作为常量的普通模型相比在时域特性上具有明显的非线性特征,在一定程度上解决了将电感作为常量处理带来的误差问题,为精细设计GMA提供了可借鉴的方法。

摘要：针对短路电流过大引起的变压器损坏问题,文中基于一台220 kV三相三绕组有载调压变压器产品,提出了3种提高中—低压侧绕组短路阻抗的设计方案。首先,通过拆分中压绕组、调压绕组中置、高压绕组内置的方法增大中低绕组间的漏磁空道,实现了3种不同绕组结构的高阻抗变压器设计;然后,应用基于场路耦合的有限元法和漏磁阻法分别对不同设计方案的短路阻抗进行计算分析,得出将高压绕组内置的方案对提高短路阻抗最明显,提高了124.56%。同时,通过两种方法计算结果对比验证了计算的正确性;最后,对不同设计方案引起的油箱及夹件的涡流损耗及损耗密度分布进行计算,研究在实现变压器高阻抗过程中对结构件损耗产生的影响。文中对今后高阻抗变压器的设计提供了一些思路。

摘要：针对电磁超声换能器(electromagnetic acoustic transducer,EMAT)接收信号十分微弱的问题,建立包括螺旋线圈EMAT换能过程和接收等效电路的场路耦合有限元模型;分析阻抗匹配参数、线圈导线直径、前置放大器的输入阻抗和铜背底至线圈间距对EMAT接收效率的影响规律。研究结果表明:当线圈导线直径为0.25 mm,前置放大器输入阻抗为1 k?,铜背底至线圈距离为0.5 mm时,实验接收横波信号幅值可以提高3倍以上;场路耦合分析方法能够综合考虑接收电路的输出增益和接收EMAT的换能效率,可以更准确地指导EMAT系统设计。

摘要：基于瞬态场路耦合有限元理论建立了外部电压源激励下的三相共箱气体绝缘母线电路-电磁-结构场数值计算模型。采用顺序耦合方法将电磁场分析得到的节点电磁力作为载荷施加到结构场有限元模型中计算外壳的振动特性。通过将计算结果与镜像电流法和外壳振动测试结果进行对比验证该计算模型的有效性。基于该模型分析计算了工频稳态和不同短路故障条件下三相共箱气体绝缘母线电动力空间分布特性和时变特性,计算结果表明由于三相导体位于同一金属壳体内,短路故障类型将直接影响导体和外壳上电动力的分布特性。单相短路故障条件下气体绝缘母线导体短路电动力在幅值上要大于相间短路和三相短路且在时间上要早于相间短路和三相短路。计算模型和分析结果可用于三相共箱气体绝缘母线结构优化设计和短路故障监测。

摘要：体导电数值模拟可用于分析体导电能量传递过程并探索各物理因素对能量传递效率的影响。本文在研究三维准静态电场的有限元求解的基础上,考虑体导电电路和电场的相互耦合关系,建立了体导电的场路耦合模型。该模型在电路层面上实现了体导电的仿真,为体导电的优化设计提供直接的理论指导。利用软件FEM3.5搭建了采用圆形柱体电极的体导电场路耦合模型,并仿真分析了电极截面积、电极间距以及各电路参数对系统整体性能的影响,为进一步优化能量传递效率奠定了基础。

摘要：模拟负载的设计与计算是500kV线路用移动式直流融冰装置全压大电流试验方法亟待解决的技术关键.提出使用水同时作为导电和散热介质的设计思路,基于移动平台化装置体积约束,对电极参数进行合理估算,并采用场路耦合结合有限元法,建立模拟负载三维电流场计算模型,通过对装置内部电流场和外加电路模型同时求解得到整体电阻,实现对参数的验证与修正,计算结果对工程实际装置设计与制作有重要参考作用.

摘要：极性反转是直流输电设备的一种特殊工作状态。笔者以三层电介质复合绝缘结构为研究对象,采用场路耦合方法,建立了介质极性反转的数学模型,分析了极性反转时各层电介质中的电场分布、电流特性,以及热生成率随时间变化的关系,最后还分析了不同介质交界面上电荷极性反转的特点。研究结果可为直流输电设备绝缘结构设计提供参考。

摘要：提出了一种双层转子感应电动机设计的新方法。新方法以外加电压为已知条件，建立直接场路耦合方程，并用端部系数加以修正，由场解利用数值方法直接求取电机电磁转矩，进而计算其它性能。此方法避免了传统的转子参数求取过程，而把电磁场有限元数值计算嵌套在电机设计中，提高了计算的准确性。实例验证了方法的正确性。

摘要：通过分析高速永磁电机的特点与关键技术,并在此基础上进行了一台60 000 r/min,100 kW的高速永磁电机的定、转子结构设计,提出了一种新的既有利于降低转子表面电磁损耗又有利于电机通风散热的定子结构和一种可满足高速电机机械和电磁性能要求而且加工和充磁工艺简单的新型永磁转子结构。然后,利用场路耦合分析,计算了高速永磁电机的空、负载特性和电机内的电磁场,部分验证了这种特殊结构的永磁同步电机电磁设计的合理性。