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西本技术总工公布高压计量箱磁场的计算模型和计算方程式
时间:2016/1/8 8:22:46   点击:110

    高压计量箱磁铁利用磁性材料的剩磁工作,计算时可以将其等效为一个套在磁导体上的具有恒定磁势Ip的面电流线圈(匝数N=1)。经这样处理后,永久磁场或磁路的计算问题就被归化为一般磁场或磁路的计算问题,凡适用于直流电磁系统计算的各种方法均可应用于永磁电磁系统的磁场或磁路计算。  本文采用有限元法对永磁操动机构电磁系统的静磁场进行了数值计算。因其磁场分布具有轴对称性,故采用圆柱坐标(r、θ、z),r坐标为半径方向,z坐标为对称轴,因其以θ=0平面为对称面,故取1/2场域为计算域。计算场域Ω(点划线表示边界),边界面上的矢量磁位A=0。
    求解过程为将电磁场离散,将整个求解场域划分成E个三角形单元和n个节点,这样恒定磁场的矢量磁位A被离散成A1,A2,…,An等n个节点的矢量磁位;将各单元的能量泛函对每一个节点的A求导,并令其和为0,得到n个线性方程;代入已知的边界节点的A值,解线性方程组即可求得待求节点的A。因磁导率与矢量磁位有关,故须反复计算静磁场并修正磁导率,迭代数次方可得到整个场域的矢量磁位A。根据B=▽×A可求出圆柱坐标系中三角形单元内任一点磁感应强度B。由麦克斯韦公式,可计算出磁场作用于动铁芯上的静态吸力

动态过程方程式及其仿真
  高压计量箱铁芯运动操作能量来自于电容器的电场储能,电容器预先被充以一定的电压,当进行操作时,它向激磁线圈释放能量,这样电场能量被转换成磁场能量,磁场能量再被转换为动铁芯运动的机械能。电磁系统的通断过程不是处于稳态,而是处于动态,只有计算动态过程,方能合理确定电磁系统的结构参数和电容器的电气参数,以保证永磁操动机构能可靠地工作。

浙公网安备 33038202002825号

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