殼式牽引變壓器多物理場分析與優(yōu)化.pdf

1、電力機車牽引模式主要有集中式和分散式兩種，分散牽引模式由于在啟動加速、系統(tǒng)平衡度及運行可靠性方面較集中牽引具有明顯的優(yōu)勢被高速電力機車廣泛采用，而殼式牽引變壓器和傳統(tǒng)鐵心式牽引變壓器比起來有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、電磁干擾小等特點，被應用于基于分散牽引模式的電力機車牽引傳動系統(tǒng)。但是這種結(jié)構(gòu)緊湊、體積小的殼式牽引變壓器漏磁影響甚為嚴重。因此，對其開展電、磁、熱的環(huán)境仿真分析，具有重要的工程意義。
　　本文對殼式牽引變壓器開展了多物理場的

2、仿真分析與優(yōu)化方面的研究工作如下:
　　首先，介紹了電磁場分析與計算的基本理論、邊界條件，論述了引入標量電勢和矢量磁勢來求解似穩(wěn)交變電磁場的基本原理;闡述了有限元法的基本原理和實施步驟，因邊單元法在處理材料屬性變化較大的分界面較節(jié)點有限元法具有明顯的優(yōu)勢以及具有較好的計算精度，重點對本文采用的邊單元法的單元形態(tài)函數(shù)進行了分析;
　　其次，以某一實際殼式牽引變壓器為研究對象，應用ANSYS軟件建立了該牽引變壓器的三維有限元模型

3、，并采用邊單元法對其漏磁場及渦流場進行了分析計算，并結(jié)合渦流損耗的計算原理，對該牽引變壓器的內(nèi)部金屬結(jié)構(gòu)的渦流損耗進行了計算;在此基礎上，結(jié)合磁-熱間接耦合算法，對其溫度場進行了分析計算;計算結(jié)果表明:該殼式牽引變壓器會出現(xiàn)局部過熱的現(xiàn)象，從而提出了采用夾板開槽和油箱壁加磁屏蔽的改進方案;
　　最后，在論述了Taguchi算法的實施步驟及Rosenbrock優(yōu)化算法的基礎上，本文提出了一種結(jié)合了Taguchi和Rosenbrock