电机仿真分析入门 (电机理论与电磁场仿真分析)

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发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备,它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动,将水流,气流,燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机,再由发电机转换为电能。常见的永磁同步发电机具有结构简单、体积小、质量轻、运行可靠、效率高等优点,随着永磁材料性能的不断提升、价格的逐步降低,以及电力电子的发展,永磁同步电机在各行各业应用越来越广泛,不管国防、工农业还是日常生活,永磁同步发电及都不失为一种好的选择。

传统电机设计中通常分为电路和磁路计算,但实际上电和磁均是由电磁场能量所得,再加之材料的非线性特性,传统算法很难得到精确磁路结果,严重影响电机性能。随着数值计算和计算机技术的发展,有限元仿真可获得更精准的电机计算结果,提高研发效率,提升产品性能。

ANSYS高性能电机电磁仿真方案,经历了旋转电机设计专家RMxprt与通用电频电磁场仿真软件Maxwell独立计算,RMxprt一键生成Maxwell有限元仿真模型等多次理论算法与操作上的完善,在电机仿真领域地位不可动摇。

图1为ANSYS Maxwell 2D永磁电机仿真模型,利用边界条件,仿真对象为1/8模型,大大缩短了仿真时间,提高了研发效率。

电机仿真分析入门,电机电磁仿真注意事项

图1 Maxwell 2D电机仿真(1/8)模型

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图3 Average & RMS Solutions的设置方法

Average & RMS Solutions的结果查看操作为Maxwell2D/3D à Results à Create User Defined Report àRectangular Plot/Data Table/…,界面如图4所示。

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图4 Average & RMS Solutions的结果查看操作方法

图5-7为Average & RMS Solutions的部分结果。

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图5 不同电流值对应的DQ轴电感值

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图6 不同电流值对应的DQ轴电流值

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图8 外电路变量设置

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