工程电磁场数值分析方法及其应用

一、课程介绍（含教学目标、教学要求等）（300字以内）

本课程授课对象是“电气工程”专业博士研究生，通过本课程的学习使学生了解电机电磁场数值计算的理论基础，掌握电机电磁场数值计算方法。

教学要求：

1、了解电机电磁场数值计算方法的应用和发展

2、了解电磁场计算的理论基础

3、掌握应用数值计算方法在解决电机进相安全运行、内部匝间短路的精确计算与分析、电气参数计算、不对称运行分析、端部电磁振动、温度场分布和结构设计等方面的应用。

二、教学大纲（含章节目录）：（可附页）

1．概述

   1.1 问题的提出

   1.2 电机内电磁场的数值计算方法

   1.3 电机电磁场数值计算方法的应用与发展

2. 电机三维涡流电磁场计算的理论基础

   2.1 三维涡流场的边值问题

2.2 复向量场分析的理论基础

2.3 三维稳态涡流场复边值问题的等价变分

3. 电机三维温度场计算的理论基础

   3.1 圆柱坐标下各项异性煤质中三维温度场的边值问题

   3.2温度场的确定性问题

   3.3 各向异性煤质中温度场边值问题的等价变分

   3.4 三维温度场的有限元计算格式

   3.5 温度场计算模型的实例验证

4. 有限元法的前处理技术

   4.1 网格生成技术研究现状

   4.2 有限元网格生成新算法

   4.3 前处理的软件实现

5. 发电机安全进相运行数值计算

   5.1 发电机三维行波涡流场数学模型

   5.2 发电机三维行波涡流场边值问题的等价变分

   5.3 有限元计算格式

   5.4 定子绕组电流层分析及铁心等效磁导率的计算

   5.5 电磁场计算结果分析

   5.6 定子铁心温度场计算模型

   5.7 定子铁心与线棒间换热条件的处理

   5.8 热传导系数、散热系数及热源的确定

   5.9 定子铁心温度场计算结果及分析

   5.10 定子端部结构件温度场计算及分析

   5.11 大容量发电机进相运行分析

6. 发电机端部绕组电磁振动数值计算

   6.1 发电机三维瞬态涡流场的计算模型

   6.2 发电机端部瞬态电磁场的数值计算

   6.3 发电机端部绕组电动力计算及振动分析

   6.4 冲击负荷下发电机端部电磁场及绕组振动分析

7. 发电机定子绕组内部故障数值计算

   7.1 通用数学分析模型

   7.2 发电机回路参数的数值计算

   7.3凸极同步发电机定子绕组内部故障仿真与分析

   7.4 隐极同步发电机定子绕组内部故障仿真与分析

8. 同步电机参数和运行性能的数值计算

   8.1 二维电磁场的有限元模型

   8.2 同步电机电磁参数计算

   8.3 同步发电机特性曲线的数值计算

9. 鼠笼异步电动机参数和性能的数值计算

   9.1 鼠笼异步电动机电磁特性的计算

   9.2 集肤效应的有限元通用计算方法

   9.3 运动有限元法

   9.4 场路耦合时步有限元法计算鼠笼异步电机的启动特性

10. 永磁电机参数和性能的数值计算

   10.1 电磁场计算中永磁体的数学模型

   10.2 永磁直流电动机有限元分析

   10.3 永磁同步电动机有限元性能分析

   10.4 无刷直流电动机的有限元性能分析

三、教学周历（具体时间由任课教师确定）：