大型电磁装置的电磁场计算和受力分析

大型电磁装置的电磁场计算和受力分析

论文摘要

铝电解过程中电解槽通过强大直流电流产生的强磁场,在钢结构的电解铝车间中对天车的作用很大,影响天车的正常工作。利用Ansoft软件对铝电解天车磁场分布进行有限元仿真,通过对有无建筑物对比,有建筑物时的磁场强度和工厂测试值较接近。证明了模型的合理性。分析了天车在不同状态受到磁场的作用不同,静止时天车受到磁场主要作用在端梁上,产生竖直向下的大小为290-430kN的作用力,远大于天车运动时产生的电磁力,会导致天车启动困难;天车垂直轨道面合力为零,但内部受到磁场的作用力都在200kN以上,会造成天车的扭曲变形。当天车运动时不仅在端梁上产生向下的250~300kN作用力,同时天车整体会产生一个120~195kN侧向力,导致天车朝导向轮一侧跑偏。随着非可再生能源的日益耗尽,能源危机计日可待,新能源的研究、开发和利用势在必行。海浪能是一种无任何污染的可再生清洁能源,取之不尽,用之不竭。海浪发电有储量大、可再生、无污染、可就近开发利用等优点,我国是海洋大国,可利用的海浪能极为丰富。为了适应海浪能有效的转换为电能,提出了一种新型的永磁海浪直线发电机。新型永磁材料的诞生,使永磁电机的性能有了很大的提高。本文将永磁电机应用于波浪发电领域,采用直立的直线往复运动的永磁体振子作为发电机励磁,可以直接与波浪的起伏运动特点相吻合,简化了波浪能的转化过程,省去了各种传动装置,永磁直线电机是革新传统波浪发电系统的良好选择。本文研究了一种特殊四面结构的永磁直线发电机,利用Ansoft软件对电机电磁场进行数值计算和有限元分析,设计了新型永磁直线发电机,通过改变回路上的磁阻改变磁通的大小,这个变化的磁通相耦合发电机绕组会产生感应电势。采用Ansoft有限元方法分析了电机磁场和空载感应电动势。根据仿真结果对电机优化设计。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 国内外研究概况
  • 1.1.1 铝电解操作天车研究概况
  • 1.1.2 海浪发电研究概况
  • 1.2 技术发展趋势
  • 1.2.1 铝电解操作天车的技术发展方向
  • 1.2.2 海浪发电的技术发展方向
  • 1.3 课题研究的目的和意义
  • 1.4 本文主要研究的内容
  • 第二章 铝电解操作天车主要技术参数和存在的问题和原因
  • 2.1 铝电解操作天车的性能
  • 2.2 铝电解操作天车的主要组成和操作过程
  • 2.3 铝电解操作天车的主要技术参数
  • 2.4 铝电解操作天车目前存在的问题和原因
  • 2.5 本章小结
  • 第三章 铝电解操作天车的电磁计算和受力分析
  • 3.1 计算方法
  • 3.1.1 表面磁荷法
  • 3.1.2 有限元法
  • 3.2 模型建立
  • 3.3 结果与讨论
  • 3.3.1 磁场分析
  • 3.3.2 天车静止时在不同位置时的电磁力分析
  • 3.3.3 天车以1.57m/s匀速运动时天车的电磁力分析
  • 3.4 本章小结
  • 第四章 分析测量铝电解多功能天车驾驶室的磁场减弱实验
  • 4.1 实验目的
  • 4.2 实验原理
  • 4.3 操作步骤
  • 4.4 实验结果
  • 4.5 实验误差分析
  • 4.6 结论
  • 第五章 新型海浪永磁直线发电机的结构设计和电磁场分析
  • 5.1 海浪发电概述
  • 5.1.1 海浪发电的意义
  • 5.1.2 海浪发电的转换类型
  • 5.2 电机结构
  • 5.3 感应电动势的求解
  • 5.4 海浪发电机的电磁场有限元分析
  • 5.4.1 模型的建立
  • 5.4.2 结果分析
  • 5.5 本章小结
  • 第六章 新型海浪永磁直线发电机的电磁计算
  • 6.1 额定数据
  • 6.2 永磁材料
  • 6.3 永磁体尺寸
  • 6.4 转子结构尺寸
  • 6.5 定子绕组和定子冲片
  • 6.6 磁路计算
  • 6.7 本章小结
  • 第七章 结论
  • 参考文献
  • 在学研究成果
  • 致谢
  • 相关论文文献

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