有限公式法二维涡流场计算技术及其在电机集肤效应计算中的应用

涡流及磁场计算的全标量位法
冯尔健;夏东
【期刊名称】《中国电机工程学报》
【年(卷),期】1987(0)2
【摘要】本文提出一种计算涡流及磁场的新方法—全标量位有限元法。

按照这种方法,所有的电流,不仅是外加电流而且包括涡流在内,都用电流片代替,这样对包括涡流区在内的全部场域都可用单一的标量磁位来描述。

本法的优点是计算简单、节省机时和降低对计算机内存的要求。

文中给出了刚度矩阵元素和方程式右项的修正格式。

文中所举超导发电机转子屏蔽系统涡流问题的实例计算结果表明本法具有良好的计算精确性。

【总页数】8页(P)
【关键词】电流片;邻点;全标量位;高位;涡流场;刚度矩阵;超导发电机;超导体发电机;磁位差;修正项;磁场计算
【作者】冯尔健;夏东
【作者单位】中国科学院电工所
【正文语种】中文
【中图分类】TM3
【相关文献】
1.154kA预焙铝电解槽三维磁场的双标量磁位法计算 [J], 姜昌伟;周乃君;梅炽;肖胜华
2.用标量电位法与双标量磁位法计算铝电解槽三维磁场 [J], 姜昌伟;梅炽;周乃君;徐顺生
3.用双标量位法计算铝电解槽的磁场 [J], 李国华;李德祥;邱竹贤
4.用基于等参单元的双标量位法来计算三维静磁场 [J], 李运乾;樊明武
5.单标量磁位法在静态磁场数值计算中的应用 [J], 钱金根;倪光正;程卫英
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定义集肤效应(skin effect)又叫趋肤效应,表皮效应，当交变电流通过导体时，电流将趋于导体表面流过，这种现象叫集肤效应。

电流以较高的频率在导体中传导时，会聚集于导体表层，而非平均分布于整个导体的截面积中。

频率越高，趋肤效用越显著。

原理因为当导线流过交变电流时，根据楞次定律会在导线内部产生涡流,与导线中心电流方向相反,。

由于导线中心较导线表面的磁链大，在导线中心处产生的电动势就比在导线表面附近处产生的电动势大。

这样作用的结果，电流在表面流动，中心则无电流，这种由导线本身电流产生之磁场使导线电流在表面流动。

集肤效应是电磁学，涡流学（涡旋电流）的术语。

这种现象是由通电铁磁性材料，靠近未通电的铁磁性材料，在未通电的铁磁性材料表面产生方向相反的磁场，有了磁场就会产生切割磁力线的电流，这个电流就是所谓的涡旋电流，这个现象就是集肤效应。

计算公式我们可以计算交变电流集肤效应的深度：δ=1/sqrt(1/2*w*σ*μ)其中，w是交流电频率，σ是导体电导率，μ是导体磁通率（相对磁导率）。

16MnC5按低碳合金钢σ为1.4*10-7欧/厘米；μ按500计算，w按目前使用的17kHz计算δ=1/sqrt(1/2*w*σ*μ)=13.68mm，目前齿套最厚处为9mm。

如用公式则δ=δ=56.4 √（p/u r f）=1.23mm涡流百度百科涡流抑制大块的导体在磁场中运动或处在变化的磁场中，都要产生感应电动势,形成涡流，引起较大的涡流损耗。

为减少涡流损耗，常将铁心用许多铁磁导体薄片（例如硅钢片）叠成，这些薄片被分开呈梯形状，表面涂有薄层绝缘漆或绝缘的氧化物。

磁场穿过薄片的狭窄截面时，涡流被限制在沿各片中的一些狭小回路流过，这些回路中的净电动势较小，回路的长度较大，再由于这种薄片材料的电阻率大，这样就可以显著地减小涡流损耗。

所以，交流电机、电器中广泛采用叠片铁心。

当然，在生产和生活中，有时也要避免涡流效应。

如电机、变压器的铁芯在工作时会产生涡流，增加能耗，并导致变压器发热。

AnsysMaxwell在⼯程电磁场中的应⽤1——⼆维分析技术学习⾃：《Ansoft12在⼯程电磁场中的应⽤》赵博、张洪亮等编著软件版本：ANSYS2019R3（1.9.7）1.1 界⾯环境左侧为⼯程管理栏，可以管理⼀个⼯程⽂件中的不同部分或管理⼏个⼯程⽂件。

其下⽅为⼯程状态栏，在对某⼀物体或属性操作时，可在此看到操作的信息。

最下⽅并排的是⼯程信息栏，该栏显⽰⼯程⽂件在操作时的⼀些详细信息，例如警告提⽰，错误提⽰，求解完成等信息。

在旁边的⼯程进度栏内主要显⽰的是求解进度，参数化计算进度等，该进度信息通常会⽤进度条表⽰完成的百分⽐。

在屏幕中部是⼯程树栏，在此可以看到模型中的各个部件及材料属性、坐标系统等关键信息，也⽅便⽤户对其进⾏分别管理。

在操作界⾯最右侧较⼤区域为⼯程绘图区，⽤户可以在此绘制所要计算的模型，也可以在此显⽰计算后的场图结果和数据曲线等信息。

如果不⼩⼼将这⼏个区域给关闭了，还可以在 View 菜单栏中将其对应项前的对号勾上，则对应的区域会重新显⽰出来。

部分快捷操作按钮如下：新建 Maxwell 3D ⼯程，新建 Maxwell 2D ⼯程，新建电路⼯程，新建 RMxprt ⼯程。

新建，打开，保存，关闭等。

复制，剪切，粘贴，撤销等。

调整视图：移动、旋转、缩放和全局视图等。

模型绘制常⽤：绘制⾯的按钮，分为矩形⾯、圆⾯、正多边形⾯和椭圆⾯；绘制线的按钮，分为线段、曲线、圆、圆弧和函数曲线。

模型材料快捷按钮。

模型校验和求解。

帮助：最好的培训教材，建议⽤户熟悉该⽂档的结构和相关内容。

1.2 Maxwell 2D 的模型绘制绘制⼆维模型时，可以采⽤快捷按钮绘图，也可以采⽤Draw下拉菜单绘制，两者的效果是相同的。

在绘制 2D 模型时 Z ⽅向上的量可以恒定为 0，仅输⼊ X 和 Y ⽅向上的坐标数据即可。

在三个⽅向上数据栏后有两个下拉菜单，第⼀个为绘制模型时的坐标，默认是采⽤ Absolut 绝对坐标，也可以通过下拉菜单将其更换为相对坐标，则后⼀个操作会认为前⼀个绘图操作的结束点为新相对坐标点起点。

双屏蔽电机定子端部漏抗计算及其影响分析高莲莲;梁艳萍【摘要】针对双屏蔽电机端部结构件复杂，端部漏抗难以计算的问题。

采用三维有限元数值解法对双屏蔽电机端部漏抗进行计算，利用端部漏抗计算结果采用二维场路耦合有限元法对双屏蔽电机性能进行计算，并将计算结果与实测值进行对比。

在此基础上，分析了解析法在计算端部漏抗时产生误差的原因以及解析法的计算误差对电机性能计算的影响。

计算结果表明：利用数值法计算端部漏抗得到的电机性能与实测值更接近，与数值法相比，由解析法计算误差引起的起动电流倍数和起动转矩倍数相对误差可分别达到11．75%和20．48%。

计算结果为双屏蔽电机设计及计算提供了更准确的参考依据。

%For the complex end structure of double canned motor, it is difficult to calculate the end leak-age reactance. Numerical method based on three-dimensional finite element method was adopted to cal-culate the stator end leakage reactance of double canned motor. Then two -dimensional field -circuit coupling finite element method was utilized to calculate the performance of a double canned motor with the end leakage reactance calculation results. The performance calculation value was compared with the test value. Furthermore, the reasons of analysis method errors and the impacts of analysis method calcula-tion error on the motor performance were studied. The calculation results indicate that the motor perform-ances obtained by numerical method for end leakage reactance calculation is close to the measured val-ues. Compared with numerical method, the starting current ratio and starting torque ratio relative error calculated by analysis method are 11. 75% and20. 48%, respectively. Calculation results provide more accurate references for the design and analysis of double canned motor.【期刊名称】《电机与控制学报》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】5页(P53-57)【关键词】双屏蔽电机;三维有限元法;电机性能;端部磁场;端部漏抗【作者】高莲莲;梁艳萍【作者单位】哈尔滨理工大学电气与电子工程学院，黑龙江哈尔滨150080;哈尔滨理工大学电气与电子工程学院，黑龙江哈尔滨150080【正文语种】中文【中图分类】TM343双屏蔽电机是核工业、国防化工等行业内不可或缺的电磁设备之一，运行在密闭的环境中，通常用来运送有毒、有腐蚀的液体。

基于混合有限元解析法的永磁同步电机永磁体电涡流损耗估计冯页帆;王天真;谢卫;Huu Kien BUI;Nicolas BERNARD【摘要】永磁同步电机永磁体受限于热约束,无法在温度较高的环境下运行,故需减少永磁体上的电涡流损耗,从而降低永磁体上的温度.针对使用有限元法对永磁体电涡流损耗估算时间较长,以及使用解析法估算时难以达到与有限元法相同的精度,采用混合有限元解析法估算永磁体上的电涡流损耗.结合电涡流的反作用,在模拟电机旋转时,无需重复划分三角形区域;使用MATLAB软件仿真模拟,将混合有限元解析法与Galerkin有限元法对比,减少三角形区域划分的个数.由此验证了永磁体上电涡流损耗符合端部效应以及集肤效应的特征,在保证精度的同时,减少了仿真的时间.【期刊名称】《电机与控制应用》【年(卷),期】2019(046)005【总页数】10页(P1-10)【关键词】永磁同步电机;混合有限元解析法;电涡流损耗;仿真时间【作者】冯页帆;王天真;谢卫;Huu Kien BUI;Nicolas BERNARD【作者单位】上海海事大学物流工程学院,上海201306;上海海事大学物流工程学院,上海201306;上海海事大学物流工程学院,上海201306;法国南特大学综合理工学院,法国圣纳泽尔44600;法国南特大学综合理工学院,法国圣纳泽尔44600【正文语种】中文【中图分类】TM3510 引言永磁同步电机(PMSM)具有效率高、转速范围宽、体积小、重量轻、功率密度大、成本低等优点,被广泛使用[1]。

PMSM按永磁体在转子上的位置可分为2种:内置式永磁同步电机(IPMSM)和表贴式永磁同步电机(SPMSM)[2]。

目前使用最广泛的稀土永磁材料为钕铁硼材料(NdFeB)。

NdFeB具有优秀的磁性性能，由该材料制作的永磁体已被广泛应用于PMSM[3]。

对于永磁体，如果周围的磁场发生变化，永磁体上会产生电涡流，造成电涡流损耗。

微电机MICROMOTORSVoo.53. No. 11Noe.2020第53卷第11期2020年 11月高速永磁电机转子涡流损耗解析计算徐广人，万德鑫，张超，王晓宇（沈阳工业大学国永磁电机工程技术研究中心，沈阳110870）摘 要：高速永磁同步电机采用变频器供电含有大量谐波、频率高等特点导致转子涡流损耗升高，从而使电机温度上升，给 ， 电机效率、永磁体性能等 ％针表 永磁电机， 子涡流损耗的解析计算，该方法在极坐标系下建立 型， 气隙 、护套、永磁体等子域，并为了提 型的计算精度，考虑了涡流反应影响和定子的开槽效应。

以一台15 kW 表贴式高速永磁电机为例，采用正弦波供电和PWM 供电两种供电方式，分析气隙、宽度以及护套子涡流损耗的 ％将析法的计算结果和有限元法结果进行比较，验证解析方法的 性。

关键词：表永磁电机；转子涡流损耗；解析法；有限元中图分类号：TM351 文献标志码：A文章编号：1001-6848（2020）11-0025-06Analytical Calculation of Eddy Current Loss is High-speen PermaneetMagnet MotorXUGuangten ， WANDexcn ， ZHANGChao ， WANGXcaoyu( NarnonaeEngnn e inng Reieaith CenreiBoiREPM EeetrintaeMathnne ， Shenyang UnneeiinryoBTethnoeogy ，Shenyang 110870， Chnna )Abstract : High speed permanent mdgne machines uses frequency conveaee to suppO powee ，which contains aoatgenumbetolhatmonccsand hcgh ltequencU ， oeadcngtothecncteaseoltototeddUcu t entoo s ， whcch makes themotottempetatutetcse ， btcngsdc l ccuotcestoheatdc s cpatcon ， and a l ectsthemotote l cccencU ， petmanentmagnetpetlotmanceand othetcndccatots.Fotsutlace-mounted hcgh-speed petmanentmagnetmotots ， theana- otccaocaocuoatcon oltototeddUcu t entoo s wasdetceed.Thcsmethod estabocshed thepo- oatcootdcnatesUstem ， conscdetcngtheactgap oength ， sheath ， petmanentmagnetand othetsubdomacns ， and cn otdettocmptoeethecaocuoatcon accutacUolthemodeo.ThecnlouenceoleddUcu t entteactcon and thesoo t cngeffeci of the statoe were consigered. Taking a 15kW meter mounted high speed permanent maenel eectac mo-totasan exampoe ， thecnlouenGeolactgap oength ， sootopencngwcdth and sheath matetcaoon tototeddyGu t ent oo s wasanaoyeed byuscngscnewaeepowetsuppoyand PWM powetsuppoy.ThetesuotsolanaoytcaomethodweteGompated wcth thoseollcncteeoementmethod toeetclytheaGGutaGyolanaoytcaomethod.Key wordt : sutlaGehcgh-speed petmanentmotot ； tototeddyGu t entoo s ； anaoytcaoGaouoatcon ； FEMo 引言电机具独特优点： 的 密度、效率高；电机体积小于电机，可以效的节 节省空间；电机的 量， 应 ；可与 负载直接相连，减系提高系 效率[1]%基于 电机收稿日期：2020 09—23作者简介： （1995）,男，硕士研究生，研究方向为电机及其控制。

高速感应电机转子涡流损耗的计算方法及影响因素梁艳萍;李伟;王泽宇;高莲莲【摘要】结合解析法和二维涡流场有限元法,提出一种计算大型高速感应电机转子涡流损耗的半解析法,利用二维涡流场有限元法计算转子表面磁密,并在此基础上基于麦克斯韦方程组详细地推导出了解析公式.以一台兆瓦级高速感应电机为例,将半解析法与二维瞬态有限元法的计算结果进行对比,结果满足工程实践的精度要求.此外,采用半解析法研究转子材料和转子结构对转子涡流损耗的影响,结果表明:转子材料的相对磁导率越高、电导率越低,转子涡流损耗越小,端部有端环结构能降低转子的涡流损耗.【期刊名称】《电机与控制学报》【年(卷),期】2019(023)005【总页数】9页(P42-50)【关键词】高速感应电机;转子涡流损耗;半解析法;转子材料;转子结构【作者】梁艳萍;李伟;王泽宇;高莲莲【作者单位】哈尔滨理工大学电气与电子工程学院,哈尔滨150080;哈尔滨理工大学电气与电子工程学院,哈尔滨150080;哈尔滨电气动力装备有限公司,哈尔滨150060;哈尔滨理工大学电气与电子工程学院,哈尔滨150080【正文语种】中文【中图分类】TM3550 引言高速感应电机因其可与高速负载直接相连，省去了常规电机所需的机械增速装置，减小系统的噪音和体积、降低了运行和维护成本、提高了系统的可靠性，因而主要被广泛应用汽车制造、高速主轴系统、天然气输送高速离心压缩机以及石油等工业领域[1-4]。

目前，由于工业水平发展和制造工艺水平的提高，国外对大型高速感应电机的研究已经取得了一些成就。

为了开发新一代节能、高速中压传动系统，西屋公司研制一台额定功率为1 MW、同步转速为15 000 r/min的高速感应电机[5]。

2002年ABB公司研制了一台应用在天然气输送高速压缩机上、额定功率为15 MW的实心转子高速感应电机[6]。

德国达姆施特大学设计分析了一台同步转速为24 000r/min的高速感应电机，并研究了转子轴向开槽对转子涡流损耗的影响[7-8]。

第28卷第9期中国电机工程学报V ol.28 No.9 Mar.25, 20082008年3月25日 Proceedings of the CSEE ©2008 Chin.Soc.for Elec.Eng. 133 文章编号：0258-8013 (2008) 09-0133-06 中图分类号：TM 152 文献标识码：A 学科分类号：470⋅40有限公式法二维涡流场计算技术及其在电机集肤效应计算中的应用严登俊1，刘瑞芳2，李伟1(1．河海大学电气工程学院，江苏省南京市 210098；2．北京交通大学电气工程学院，北京市海淀区 100044)Finite Formulation Computation Technology for 2D Eddy Current Field andApplication for Skin Effect in Squirrel Cage MotorYAN Deng-jun1, LIU Rui-fang2, LI Wei1(1. School of Electrical Engineering, Hohai University, Nanjing 210098, Jiangsu Province, China;2. School of Electrical Engineering, Beijing Jiaotong University, Haidian District, Beijing 100044, China)ABSTRACT: Finite Formulation Method is a novel numerical method for electromagnetic field calculation with Global Variable based. The merits are that physic concept is obvious and process is simple. The paper presents a complex method for sinusoidal time-varying field with the finite formulation theory based. The calculation formulation for eddy current field is deduced. The relationship between the global variable and geometry element in primal space and dual space is introduced briefly. The method to deal with homogeneous and non homogeneous Neumann Boundary condition is studied also. The method is proved by being utilized in electrical machine for skin effect. The result is compared with finite element method’s result also. The paper’s work has richened the finite formulation calculation technology for eddy current field.KEY WORDS: finite formulation method; numerical calculation; electromagnetic field; electrical machine; eddy current; skin effect摘要：有限公式法是基于全局量的电磁场数值计算方法，用代数方程取代微分和积分方程描述电磁场物理规律，具有物理意义明确，计算过程简单等优点。

maxwell求涡流场原理公式摘要：1.引言2.Maxwell 方程及涡流场原理3.Maxwell 求涡流场原理公式4.应用及局限性5.总结正文：电磁学中，Maxwell 方程是一组描述电场和磁场之间相互作用的方程。

在研究涡流场时，Maxwell 方程具有重要的应用价值。

本文将介绍Maxwell 求涡流场原理公式及其应用和局限性。

首先，我们需要了解Maxwell 方程。

Maxwell 方程包括四个基本方程，分别是：1.高斯定律（电场）2.高斯定律（磁场）3.法拉第电磁感应定律4.安培环路定律在涡流场的研究中，主要关注的是电荷密度、电流密度和磁感应强度等物理量。

通过求解Maxwell 方程，可以得到这些物理量的分布情况。

Maxwell 求涡流场原理公式可以表示为：× E = -B/t× H = J + μ_0 * ε_0 * E/t其中，E 表示电场强度，B 表示磁感应强度，H 表示磁场强度，J 表示电流密度，μ_0 表示真空磁导率，ε_0 表示真空电容率。

Maxwell 求涡流场原理公式在许多领域都有广泛的应用，例如电磁兼容（EMC）分析、电磁场暴露评估、涡流热效应分析等。

在实际应用中，需要根据问题的具体情况进行适当的简化，例如在均匀介质中，可以采用频域有限差分法（FDD）或时域有限差分法（FDM）进行求解。

然而，Maxwell 求涡流场原理公式也存在一定的局限性。

首先，该公式是基于Maxwell 方程的，因此对于某些非线性问题，可能需要采用更高级的方法进行求解。

此外，当涉及到高速运动物体或强电磁场时，需要考虑相对论效应，此时Maxwell 方程不再适用。

总之，Maxwell 求涡流场原理公式为涡流场的研究提供了一种有效的方法。

在实际应用中，需要根据问题的具体情况进行适当的简化，并在必要时采用更高级的方法进行求解。

二维涡量计算公式【原创版】目录1.二维涡量计算公式的概述2.二维涡量的概念和物理意义3.二维涡量计算公式的推导过程4.二维涡量计算公式的应用领域5.二维涡量计算公式的优缺点分析正文一、二维涡量计算公式的概述二维涡量计算公式是描述流体运动中涡量分布的一种数学工具，它可以用来分析流体运动中的涡旋结构和强度，对于研究流体力学有着重要的意义。

在实际应用中，二维涡量计算公式可以帮助工程师更好地理解和优化流体运动过程，例如在飞行器设计、流体传动、流体动力学等领域。

二、二维涡量的概念和物理意义二维涡量是描述流体运动中涡旋结构的物理量，它是一种矢量，包括大小和方向。

在二维空间中，涡量可以表示为垂直于流速矢量的旋涡矢量。

二维涡量的物理意义主要体现在以下几个方面：首先，它可以反映流体运动的涡旋特性，帮助我们了解流体运动的复杂程度；其次，它可以描述涡旋的强度和分布，为我们研究流体运动提供重要的信息；最后，它可以用来预测流体运动的发展趋势，对于流体动力学研究具有重要意义。

三、二维涡量计算公式的推导过程二维涡量计算公式的推导过程相对复杂，涉及到一些高级的数学概念和方法。

在这里，我们简单介绍一下二维涡量计算公式的基本思想和推导过程。

首先，我们需要根据流体的连续性方程和动量守恒方程，得到一个描述流体运动的偏微分方程；然后，通过对这个偏微分方程进行旋度运算，我们可以得到一个描述涡量分布的偏微分方程；最后，通过对这个偏微分方程进行求解，我们可以得到二维涡量的计算公式。

四、二维涡量计算公式的应用领域二维涡量计算公式在流体力学领域有着广泛的应用，例如在飞行器设计、流体传动、流体动力学等方面。

通过使用二维涡量计算公式，工程师可以更好地理解和优化流体运动过程，提高流体运动的效率和稳定性。

五、二维涡量计算公式的优缺点分析二维涡量计算公式的优点主要体现在以下几个方面：首先，它可以反映流体运动的涡旋特性，为我们研究流体运动提供重要的信息；其次，它可以描述涡旋的强度和分布，帮助我们了解流体运动的复杂程度；最后，它可以用来预测流体运动的发展趋势，对于流体动力学研究具有重要意义。

屏蔽电机屏蔽损耗与电机性能的计算与分析发表时间：2019-12-11T14:42:50.187Z 来源：《中国电业》2019年第16期作者：黄滨滨[导读] 根据电磁感应定律得到计算定子屏蔽套损耗二维涡流场有限元表达式,摘要：根据电磁感应定律得到计算定子屏蔽套损耗二维涡流场有限元表达式,建立了工程涡流场的数学模型, 采用有限元方法并结合端电压收敛条件对定子屏蔽套内的涡流损耗进行计算分析。

通过与传统解析算法所得结果及有关实验数据进行比较, 验证了有限元方法在计算损耗中的准确性。

利用所得方法, 对采用不同尺寸和不同材料时的屏蔽套损耗进行了计算分析, 从而得出损耗随屏蔽套尺寸与材料特性变化的规律。

同时, 计算了定子屏蔽套尺寸改变时电机性能变化, 研究涡流损耗对电机性能的影响, 找出其间规律。

所得计算方法和规律可对屏蔽电机的设计与制造以及整机的优化设计起到作用。

关键词：涡流场；有限元；屏蔽电机；涡流损耗；性能1前言屏蔽电动机与泵组成一体称为屏蔽电泵,用来输送易燃、有毒、贵重、有腐蚀性及带放射性的介质。

屏蔽电动机最显著的特点是在气隙中定、转子上各有一层屏蔽套。

屏蔽层置于电机的交变磁场中, 在屏蔽层中必然产生涡流, 引起涡流损耗；另外, 也会对电机磁场产生影响。

屏蔽感应电动机中屏蔽套一直都是设计的难点, 国外学者给出的屏蔽套损耗计算方法, 不但推导繁琐, 而且所得结果远小于试验结果。

他们根据实验结果做出了定子屏蔽套损耗减小系数 Ks的曲线,从中可以看出 Ks与铁心长度和极距的比值有关, 而与定子屏蔽套端部实际长度无关,同时一定程度上提高了计算精度。

国内学者在屏蔽电机的设计中, 屏蔽损耗往往应用经验公式进行估算, 或者从电磁感应定律出发来进行计算, 计算结果存在一些误差。

在使用这些解析方法计算时虽然能准确描述涡流场产生损耗的机理, 但由于数学工具的限制, 解析方法只能在一定假设和近似处理的基础上进行, 不能有效考虑磁场及涡流分布, 影响计算精度。

电涡流效应及其应用龙源期刊网/doc/b90bc05dc0c708a1284ac850ad02de80d4d806a6.html电涡流效应及其应用作者：刘永顺来源：《中学物理·高中》2012年第09期1855年，法国物理学家傅科发现在磁场中运动的金属板因电磁感应而产生涡电流，被称为电涡流，也叫傅科（Foucault）电流，这是傅科在电磁学方面的重要发现.1 电涡流效应的概念根据法拉第电磁感应定律，块状的金属导体置于变化着的磁场中，或在固定磁场中作切割磁力线运动时，金属导体内就要产生感应电流，该电流流线在金属导体内呈闭合回线，类似水的旋涡形状，故称之为电涡流，这种现象称为电涡流效应.2 理论解释电涡流效应示意图如图1所示.根据法拉第电磁感应定律，当激励线圈通以正弦交变电流i1时，线圈周围空间必然产生正弦交变磁场Φ1，从而在附近金属导体平面上激发正弦交变的涡旋电场，金属导体中的自由电子就在该涡旋电场的电场力作用下绕金属平面垂直线往复地作涡旋运动，使置于此磁场中的金属导体中感应电涡流i2，这就是电涡流效应的原理.3 电涡流效应的主要应用—电涡流传感器因该电涡流i2又产生新的交变磁场Φ2，根据愣次定律，Φ2的作用将反抗原磁场Φ1，由于磁场Φ2的作用，涡流要消耗一部分能量，导致激励线圈的等效阻抗发生变化.由上可知，激励线圈阻抗的变化完全取决于附近金属导体的电涡流效应.电涡流效应既与被测体的电阻率ρ、磁导率μ以及几何形状有关，还与线圈与被测体的尺寸因子r、线圈中激励电流i的幅值、频率ω有关，同时还与线圈与导体间的距离x 有关.因此，激励线圈受电涡流影响时的等效阻抗为Z=f（μ，ρ，x，i1，ω，r）.如果保持上式中其它参数不变，而只改变其中一个参数，激励线圈阻抗Z就仅仅是这个参数的单值函数.通过与之配用的测量电路测出阻抗Z的变化量，即可实现对该参数的测量，这样就组成电涡流传感器.4 电涡流传感器的应用领域电涡流传感器的应用领域大致有以下4个方面：（1）利用位移作为变换量，可以做成测量位移、厚度、振幅、转速等传感器；（2）利用材料电阻率为变换量，可以做成温度测量、材料判别等传感器；（3）利用磁导率作变换量，可以做成测量应力等传感器；。

计算涡旋电场的二种方法
盛觉春;颜丽娇
【期刊名称】《工科物理》
【年(卷),期】1995(000)004
【摘要】对于满足似稳条件的、由变化磁场所激发的涡旋电场，本文介绍了从场
方程的微分形式及积分形式出发进行求解的方法，并对二种典型情况作了分析计算。

【总页数】5页(P14-18)
【作者】盛觉春;颜丽娇
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】O441.4
【相关文献】
1.计算机中十二种常用密码破解方法 [J], 赵红霞
2.感生涡旋电场的物理图象和感生电动势多种计算方法的等效性 [J], 李传新
3.推荐二种计算螺旋钢筋长度的方法 [J], 孙逢宾
4.二种方法对男子轮椅竞速T54级比赛项目能量供应计算结果的比较 [J], 章凌凌; 黄鹏; 吴雪萍; 金璐; 李啸天; 黎涌明
5.试剂空白值的二种减除方法对计算测定结果影响的探讨 [J], 张英英;蒋斌
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涡流问题的有限元—边界积分耦合公式
Salo.,ST;杨琦
【期刊名称】《电炉》
【年(卷),期】1990(000)002
【摘要】本文提出了一种基于磁矢位的二维涡流问题求解方法。

使用这种方法时,可将问题的任一求解域视为有限元区或边界积分区。

这些数据通过一个交互图式的预处理程序完成,该程序能自动产生边界单元和有限单元。

文中给出了一些实例。

【总页数】6页(P45-50)
【作者】Salo.,ST;杨琦
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TM153.1
【相关文献】
1.高频变压器涡流损耗公式的推导及有限元方法的验证 [J], 李亚丽;凌跃胜;刘宏勋;吕技;张凯
2.涡流问题基于C-N差分格式的有限元耦合算法 [J], 王艳芳;陈涛;吴红梅;康彤
3.轴对称矢量势问题泊松方程的一种有限元—边界元耦合公式（英） [J], Salo.,SJ;杨琦
4.热方程的边界积分与有限元方法耦合 [J], 杜其奎;冯崇岭
5.用有限元—边界元耦合法解轴对称涡流问题 [J], 邵可然;周克定
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