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下周的工作计划： （1）对比有无油箱的形变区别 （2）分析洛伦兹力变化的倍数是否正确 （3）查阅变压器绕组的实际约束情况进行分析
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谢谢观看！
第九、十周的工作完成情况：
把电路中计算得到的线圈电流作为绕组的输入电流，
计算磁场的分布：
1
(
r A)
r A
r Js
t
（2）
算得的磁场为整个空气域的磁场。磁通密度剖面图如下：
可以看到磁通基本都在
铁芯里面，空气中的漏磁通
很小。
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第九、十周的工作完成情况：
对初级绕组中坐标为（18,0,0）和（-18,0,0）的点1 和点2进行漏磁通瞬态分析，点1的位置和漏磁通如下图：
短路简图
电路的其余参数
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第九、十周的工作完成情况：
变压器电压与匝数的关系：
VS NS VP NP
（1）
即电压比等于匝数比。Rp很小，可将25kV作为初级线圈
电压，那么次级线圈电压为25V，即次级线圈上的电流
为Vs/Rs=25V/100ohm=0.25A，电流之比为匝数反比，初
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第九、十周的工作计划安排：
（1）计算空气域的漏磁通、洛伦兹力 （2）解决结构场的耦合 （3）求解绕组形变的瞬态值 （4）讨论结果的有效性及细化绕组
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第九、十周的工作完成情况： （1）电路的短路设置。在comsol模型中设置变量Rs，假 设在0.25s时发生短路，则Rs=if(t<=0.25[s],100[ohm],0)。
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第九、十周的工作完成情
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第九、十周的工作完成情况：
（4）添加油箱后的分析。在原有的模型基础上，设置变 压器油箱，这样绕组的形变发生在油箱中而不是空气域。 油箱的参数为100*70*85， 油箱壁厚0.2mm，材料为 钢。同时，油箱也处于 空气域中。重复前面的 研究过程。
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点1在x方向的洛伦兹力贡献
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第九、十周的工作完成情况：
（3）动态形变研究。把磁场中算得的洛伦兹力作为结构 场的体载荷，即绕组上的应力，再计算绕组的形变：
{F} [K ]{d}
{} [D]{}
(3)
{} [B]+{u}
F表示结构的负荷,d表示轴向应力 以及剪应力 ， 表示 应变， u表示位移。[D]表示弹性模量、剪切弹性模量和 泊松比 ， K和B分别为不同的形状函数。
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第九、十周的工作完成情况： 放大后图像：
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初级线圈短路前电流
次级线圈短路前电流
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第九、十周的工作完成情况： 放大后图像：
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初级线圈短路后电流
次级线圈短路后电流
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第九、十周的工作完成情况：
可以看到短路前次级线圈电流与理论值相同，而初 级线圈的电流比理论值稍小，是因为没有考虑Rp。短路 后次级线圈电流为29.4A，初级线圈电流为0.0291A，短 路增大了十倍以上。对于电流的仿真与理论值基本相同。
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(第十周)
毕设题目：基于有限元的短路电流下的变压器绕组形变研究
汇报人：XXX 指导老师：XXX 2016.4.29
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第八周工作总结：
（1）对一个单相变压器进行多物理场耦合，实现了磁场 和电场的耦合，得到绕组电流密度模型以及铁芯的磁通， 在耦合结构场时出现了问题，没有产生理论的形变。 （2）补充了一篇文献翻译。
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第九、十周的工作完成情况： 算出的形变结果：
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短路前
短路后
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第九、十周的工作完成情况： 短路后形变的不同视图：
俯视图
主视图
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第九、十周的工作完成情况：
可以看到短路前的形变数量级为e-13，短路后形变 数量级为e-5，差距明显。对于发生短路后的形变，初级 线圈呈现压缩趋势，次级线圈为扩张趋势，与理论相符。 并且发生形变的主要部位是经过铁芯的绕组，分析是因 为该处的漏磁通比其它空气域大，洛伦兹力也更大，形 变更严重。
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点1的.漏磁通变化
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第九、十周的工作完成情况：
点2的位置和漏磁通如下图。可以看到两点的漏磁通 在短路后激增，约为原来的12倍。
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点2的.漏磁通变化
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第九、十周的工作完成情况：
分析点1的洛伦兹力变化情况，在x方向的洛伦兹力 贡献短路前幅值约为-600N/m3，短路后约为-7.25e6N/m3， 增大了12083倍。方向为负表 示指向铁芯。而在y方向的洛 伦兹力数量级为e-6，可以忽 略，在z方向的数量级为e4， 与x方向相比也可忽略。
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加入油箱后的模型
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第九、十周的工作总结：
（1）本周对单相变压器的模型进行细微优化，计算出短 路前后电磁场中的漏磁通以及绕组的洛伦兹力，短路后 绕组形变的一些特点。 （2）在模型中加入变压器油箱和变压器油，进一步仿真 得到结果，由于时间问题，还没有与无油箱的情况进行 各项结果的对比研究。
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第九、十周的工作完成情况：
（2）变压器模型与漏磁场分析。
结构
初级线圈内径
初级线圈外径
次级线圈内径
次级线圈外径
线圈高度
铁芯窗高
变压器模型
铁芯窗宽 磁轭
尺寸（mm） 32 40 44 52 46 50 20
80*10*20
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级线圈电流为0.25e-3A。仿真的波形图如下：
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第九、十周的工作完成情况： 整个时间段（0.5s）的图像：
初级线圈电压
次级线圈电压
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第九、十周的工作完成情况： 整个时间段（0.5s）的图像：
初级线圈电流
次级线圈电流
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