永磁体【发电机磁场分析方法
表贴式永磁电机磁场的解析计算与分析

表贴式永磁电机磁场的解析计算与分析
贴式永磁电机的磁场是一种广泛使用的技术,它的特点
是简单、结构轻、效率高、寿命长、成本低及功耗小。
很多应用情况下,运用贴式永磁电机磁场的解析计算技术,能为设备的性能优化提供更加深入的理论依据。
贴式永磁电机磁场的解析计算,通常要从磁场测试、磁
场结构分析等方面出发。
首先,采用底部感应器对永磁电机ム磁场加以测试,以确定其等效矩形磁性体的大小。
这种测量得到的输出值是由坐标轴X,Y和Z分别测量而得出的,即X轴,Y轴和Z轴的三个主要组份股值。
然后,再采用电磁场分析软
件和专业仪器进行磁场结构的分析,以确定磁场的特性。
最后,将获得的磁场测试结果和磁场结构分析结果,采
用数学方法对其进行整合处理,以求得磁场参数:磁场强度、归一化磁势,以及磁势坐标等等。
在此基础上,还可进行磁体结构、材料特性的仿真计算,并对不同组态的永磁电机磁场进行比较,从而实现性能优化及性能设计。
因此,采用贴式永磁电机磁场的解析计算,不仅能对磁
势分布及结构进行全面的分析,而且还能够非常好的有效提高系统的可靠性。
它在满足性能参数的同时,还能更有效地降低永磁电机的功耗,即改善系统能源效率,为实现不同设备性能优化提供可靠依据。
永磁同步电机毕业设计永磁同步电动机的电磁设计与分析

永磁同步电动机的电磁设计与分析摘要永磁同步电动机(PMSM)是一种新型电机,永磁同步电动机具有结构简单、体积小、重量轻、损耗小、效率高等优点,和直流电机相比,它没有直流电机的换向器和电刷等缺点。
和异步电动机相比,它由于不需要无功励磁电流,因而具有效率高,功率因数高,转矩惯量大,定子电流和定子电阻损耗小等特点。
本文主要介绍永磁同步电动机(PMSM)的发展背景和前景、工作原理、发展趋势,以异步起动永磁同步电动机为例,详细介绍了永磁同步电动机的电磁设计,主要包括额定数据和技术要求,主要尺寸,永磁体计算,定转子冲片设计,绕组计算,磁路计算,参数计算,工作特性计算,起动性能计算,还列举了相应的算例。
还通过Ansoft软件的Rmxprt模块对永磁同步电动机了性能分析,得出了效率、功率、转矩的特性曲线,并且分别改变了电机的三个参数,得出这些参数对电机性能的影响。
又通过Ansoft软件Maxwell 2D的瞬态模块对电机进行了仿真,对电机进行了磁场分布计算,求出了电流、转矩曲线和电机的磁力线、磁通密度分布图。
关键词永磁同步电动机;电磁设计;性能分析The design of Permanent-MagnetSynchronous MotorAbstractPMSM (Permanent-Magnet Synchronous Motor) is a new type of motor, which has the advantages of simple structure, small volume, light weight, low loss, high efficiency. Compared with the DC motor, it has no DC motor commutator and brush. Compared with the asynchronous motor, because it does not require no power excitation current, It has the advantages of high efficiency, high power factor, large moment of inertia, stator current and small stator resistance loss .The paper mainly introduces the PMSM's development background and foreground, working principle, development trend, taking asynchronous start permanent magnet synchronous motor as an example, it introduces in detail the electromagnetic design of PMSM, that mainly includes the rated data and technical requirements, main dimensions, permanent magnet calculation, rotor and stator punching, winding calculation, magnet circuit calculation, parameters calculation, performance calculation, calculation of starting performance , and also lists the revevant examples. We aslo can analyse the performance of PMSM through the Rmxprt module of Ansoft software and conclude that the characteristic curve of efficiency, power, torque. By changing two parameters of the motor, I get the optimal scheme of the motor. Through transient module of Ansoft software Maxwell 2D to simulate the motor parameters, the magnetic field distribution of the motor is calculated, I can be obtained the curves of the current and the torque, the distribution of magnetic line of force and the distribution of magnetic flux density.Keywords PMSM; Motor design; Performance analysis目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (4)1.1 课题背景 (4)1.2 永磁电机发展趋势 (5)1.3 本文研究主要内容 (6)第2章永磁同步电动机的原理 (7)永磁材料 (7)2.1.1 永磁材料的概念和性能 (7)2.1.2 钕铁硼永磁材料 (8)永磁同步电动机的基本电磁关系 (9)2.2.1 转速和气隙磁场有关系数 (9)2.2.2 感应电动势和向量图 (10)2.2.3 交直轴电抗及电磁转矩 (12)小结 (13)第3章永磁同步电动机的电磁设计 (14)3.1 永磁同步电机本体设计 (14)3.1.1 永磁同步电动机的额定数据和主要性能指标 (14)3.1.2 定子冲片和气隙长度的确定以及定子绕组的设计 (15)3.1.3 转子铁心的设计 (16)永磁同步电动机本体设计示例 (18)3.2.1 额定数据及主要尺寸........................................ 错误!未定义书签。
低速永磁直线同步电机二维磁场分析

隙磁密波形如图 3 所示,磁通通过气隙后,磁密分布
比较均匀,从图 3 中看到端部磁密不对称,是由于横
向端部开断造成的。
0.40 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10
0.05 00
10
20
30
40
50
60
70
y
动子
图 2 动子开槽定子光滑的结构图
3 52
图 3 永磁体单独作用时的横向气隙磁密图 定子绕组产生的气隙磁密
实验数据的处理采用添加乘幂趋势线,依据采 集的实验数据自动生成经验公式。
利用单因素实验的方法就是在改变一个切削 因素的条件下,对其它切削因素进行固定并测出切 削力 F。 在实验的过程中,将刀具的几何切削参数和 切削速度、进给量保持不变,改变切削深度,观测切
并为选择工艺方案提供参考。 利用线性回归技术处 理的数据,解决了切削三要素进给量与背吃刀量取 值次数偏少的问题, 并能够提高经验公式的准确 度。 经过实际运用,证明本测试系统处理速度快、性 能稳定、效率高、可靠,充分展示了计算机技术在金 属切削实验领域的潜在优势。
Bδ(x,t)=FpΛδ(x,t)=
Fp Λδ0
{ΛS0ΛR0+ΛR0ΛSIcos
z1π pτ
x+
ΛS0ΛRIcos
z2π pτ
(x-vt)+ ΛδIΛRI 2
cos
π pτ
[(z2-z1)x-
z2vt]+
ΛSIΛRI 2
cos
π pτ
[(z2+z1)x-z2vt]}
(4)
永磁体单独作用时,忽略片间气隙磁阻,横向气
the magnetic field,obtaining the air-gap field of LPMLSM, the result is in accord with the theory.
(完整)调速永磁同步电动机的电磁设计与磁场分析

调速永磁同步电动机的电磁设计与磁场分析1 引言与传统的电励磁电机相比,永磁同步电动机具有结构简单,运行稳定;功率密度大;损耗小,效率高;电机形状和尺寸灵活多变等显著优点,因此在航空航天、国防、工农业生产和日常生活等各个领域得到了越来越广泛的应用。
随着电力电子技术的迅速发展以及器件价格的不断下降,越来越多的直流电动机调速系统被由变频电源和交流电动机组成的交流调速系统所取代,变频调速永磁同步电动机也应运而生。
变频调速永磁同步电动机可分为两类,一类是反电动势波形和供电电流波形都是理想矩形波(实际为梯形波)的无刷直流电动机,另一类是两种波形都是正弦波的一般意义上的永磁同步电动机。
这类电机通常由变频器频率的逐步升高来起动,在转子上可以不用设置起动绕组。
本文使用Ansoft Maxwell 软件中的RMxprt 模块进行了一种调速永磁同步电动机的电磁设计,并对电机进行了性能和参数的计算,然后将其导入到Maxwell 2D 中建立了二维有限元仿真模型,并在此模型的基础上对电机的基本特性进行了瞬态特性分析。
2 调速永磁同步电动机的电磁设计2.1 额定数据和技术要求调速永磁同步电动机的电磁设计主要包括主要尺寸和气隙长度的确定、定子冲片设计、定子绕组的设计、永磁体的设计等.通过改变电机的各个参数来提高永磁同步电动机的效率η、功率因数cos ϕ、起动转矩st T 和最大转矩max T .本例所设计永磁同步电动机的额定数据及其性能指标如下:计算额定数据:(1) 额定相电压:N 220V U U ==(2) 额定相电流:3N N N N N1050.9A cos P I mU ηϕ⨯== (3) 同步转速:160=1000r /min f n p= (4) 额定转矩:3N N 19.5510286.5N m P T n ⨯== 2.2 主要尺寸和气隙长度的确定永磁电机的主要尺寸包括定子内径和定子铁心有效长度,它们可由如下公式估算得到:2i11P D L C n '= N N N cos E K P P ηϕ'=, 6.1p Nm dp C K K AB δα=' 式中,i1D 为定子内径,L 为定子铁心长度,P '为计算功率,C 为电机常数。
空心圆柱形永磁体磁场分布

空心圆柱形永磁体磁场分布空心圆柱形永磁体是指内部是空心的圆柱形磁体,通常由永磁材料制成,具有强烈的磁场。
在很多领域被广泛应用,例如电机、发电机、传感器等。
了解空心圆柱形永磁体的磁场分布对于设计和应用具有重要意义。
空心圆柱形永磁体的磁场分布具有对称性,而且只与距离中心轴的距离有关,与角度无关。
因此,可以使用极坐标系来描述其磁场分布。
在极坐标系中,空心圆柱形永磁体的中心轴对应着极轴,圆柱形永磁体的半径对应着径向距离。
当磁体是完美的圆柱形且长度趋于无穷大时,其磁场分布可以用经典的柱坐标系分析方法进行分析。
在这种情况下,磁场具有对称性,可以分解为径向和轴向两个分量,其方向分别垂直于径向和轴向。
在轴向上的磁场分量沿着磁体中心轴方向变化,而在径向上的磁场分量在磁体内部的任意一点都与中心轴垂直,并具有一个峰值,该峰值出现在圆柱形永磁体的中心处。
当永磁体形状变形时,如空心圆柱形永磁体的壁厚变化,将会对其磁场分布产生影响。
此时,必须使用有限元分析等更高级的方法来计算磁场分布。
有限元分析可以将永磁体分解成许多小块进行计算,并考虑更为复杂的几何形状。
从而可以更准确地预测空心圆柱形永磁体的磁场分布,并优化磁体的设计。
在一些应用中,空心圆柱形永磁体可能会受到外部影响,如温度、外磁场等因素的影响,从而导致磁场分布的改变。
因此,在设计永磁体时,必须考虑这些影响因素,并采取相应的措施来保证磁体的磁场分布不受影响。
综上所述,空心圆柱形永磁体的磁场分布具有对称性,可用柱坐标系描述,当形状发生变化时必须使用高级的方法进行计算。
同时,必须考虑外部因素对磁场分布的影响,以确保磁体的设计和应用。
磁场在发电机中的原理

磁场在发电机中的原理磁场在发电机中起着至关重要的作用,它是产生电能的关键因素。
本文将对磁场在发电机中的原理进行探讨,并解释其运作过程。
一、概述发电机是一种能够将机械能转化为电能的设备。
其工作原理基于法拉第电磁感应定律,即当导体在磁场中运动或磁场变化时,会在导体中产生感应电动势。
而磁场的产生以及导体与磁场的相互作用,则是实现发电的必要条件。
二、磁场的产生1. 永磁体发电机中常用的一种磁场产生方式是通过永磁体。
永磁体是一种能够持续产生磁场的材料,如永磁铁、钕铁硼等。
将永磁体安装在发电机中,可以产生稳定的磁场,为电能转换提供动力。
2. 电磁铁另一种磁场产生方式是通过电磁铁。
电磁铁由导线绕成线圈,通电后会产生磁场。
通过控制电流的开关,可以控制磁场的强弱和方向,从而实现对发电机的磁场控制。
三、磁场与导体的相互作用1. 感应电动势的产生当导体与磁场相遇时,导体内的自由电子会受到磁场力的作用而发生偏转。
这种磁力导致电子在导体内发生堆积,从而形成一个电势差,即感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律,导体中的感应电动势与磁场的变化率成正比。
2. 电流的产生当导体形成闭合回路时,感应电动势将会驱动自由电子沿导线运动,产生电流。
这是由于磁场力对电子的作用,使电子在导体内形成电流流动的闭合回路。
这时,感应电动势会形成闭合电路的驱动力,使电流得以不断产生、流动。
四、发电机的工作原理1. 动磁系统发电机的核心是动磁系统,由旋转的磁铁或电磁铁和定子组成。
当动磁系统旋转时,磁场将会穿透定子,使导线中的电子受到感应力的影响,进而产生感应电动势。
2. 导线绕组在发电机中,定子上绕有多个导线绕组,以增大电流的输出。
通过合理设计和布局,可以提高电磁感应的效果,进而提高发电机的电能转换效率。
3. 外接电路为了利用发电机产生的电流,需要将发电机与外接电路相连。
通过连接导线,将电流传递到负载上,实现电能的输出。
五、发电机中的磁场调节为了实现不同功率需求的电能输出,发电机需要能够调节磁场的强度和方向。
永磁体磁场力

永磁体磁场力引言永磁体是一种具有持久磁性的材料,通过在材料中引入特定的磁性元素,使其能够产生强大的磁场。
永磁体的磁场力是指通过控制和利用永磁体所产生的磁场,实现对物体施加力的过程。
在本文中,我们将深入探讨永磁体磁场力的原理、应用以及相关技术。
永磁体的基本原理永磁体是由铁、钴、镍等金属与稀土元素组成的复合材料,其具有持久的磁性。
这种持久性来自于材料内部微观结构中存在的一种称为畴结构的有序排列。
在畴结构中,每个畴都有自己的磁化方向,并且彼此之间相互平行排列,从而形成了整个材料统一的宏观磁化方向。
永磁体产生的磁场力由于永磁体具有强大和持久的磁性,因此可以利用其产生的磁场力对物体施加力。
永磁体产生的磁场力主要与以下几个因素有关:1. 磁场强度永磁体的磁场强度是指单位面积上通过的磁感应强度。
磁场强度越大,产生的磁场力也就越大。
在设计和制造永磁体时,需要通过合理的工艺和材料选择来提高其磁场强度。
2. 空气隙在实际应用中,通常需要在永磁体和被施加力的物体之间设置一个空气隙。
空气隙的存在会导致磁场力的减弱,因为空气是一种非磁性材料,无法增强磁场。
在设计和布置空气隙时,需要考虑其对磁场力的影响,并尽量减小空气隙的大小。
3. 物体特性被施加力的物体特性也会对永磁体产生的磁场力产生影响。
如果物体本身具有较高的导磁率,则能够更好地吸引和保持永磁体产生的磁场力。
在选择被施加力的物体时,需要考虑其导磁率等特性。
永磁体磁场力的应用永磁体磁场力在许多领域都有广泛的应用。
下面我们将介绍一些典型的应用案例。
1. 电机和发电机永磁体可以作为电机和发电机中的励磁源,通过控制和利用永磁体产生的磁场力,实现对电机和发电机运转过程中的力控制。
与传统的励磁方式相比,永磁体励磁具有体积小、重量轻、效率高等优点。
2. 磁悬浮交通工具永磁体磁场力被广泛应用于磁悬浮交通工具中,通过控制永磁体产生的磁场力,实现对交通工具的悬浮和推进。
与传统的轮轨方式相比,磁悬浮交通具有更低的摩擦阻力、更高的运行速度和更好的舒适性。
直驱永磁风力发电机永磁体抗失磁能力分析

电机实 际 运 行 时, 由 于 工 况 及 温 度 的 变 化, 磁钢的工作点会在退磁曲线上来回变化, 一旦工 作点低于某个温度下的退磁曲线的拐点, 将发生 不可逆退磁[5] 。 为了避免这种情况的发生, 设计 电机时应保证最极端情况下( 即热态突然短路) 磁 钢工作点在拐点之上。
为了分析最大去磁时的情况, 有必要对突然 短路的最大定子电流瞬间的电磁场分布进行研究。 采用了场路耦合的方法, 分析了突然短路时的磁
场分布情况, 以此为激励来分析最大去磁磁势时 永磁体的磁密分布情况, 来考察永磁体是否失磁。 图 6 为发电机机端突然短路后半个周期时刻, 发电 机内部的电磁场分布情况。 由图 6 可知, 此时的电 枢反应为直轴纯去磁反应, 对应的去磁磁动势最 大, 永磁体的失磁风险最大。 如果永磁体工作点 设计不当, 可能会产生永久退磁。
风能作为一种洁净的可再生能源, 随着技术逐 步成熟, 今后的运行成本会低于水电和火电, 发展 前景非常广阔。
目前, 在风力发电系统中, 应用较为广泛的 同步风力发电机主要有 2 种类型, 分别为电励磁同 步发电机和永磁同步发电机。 电励磁同步电机具 有良好的调磁能力, 对电网的兼容性好, 功率因 数调整灵活, 低电压穿越能力强等优点, 但它的 转子带有电刷, 集电环, 降 低 了 电 机 的 可 靠 性, 提高了维护成本, 限制了它在恶劣环境下的应用。 永磁同步发电机采用永磁体励磁, 转子上没有励
2 0 16. 06 . 25 第30卷Vol. 30总第118期
直驱永磁风力发电机永磁体抗失磁能力分析
汪波 周光厚 李建富 丁宏龙
东方电气东方电机有限公司, 四川 德阳 618000
摘要: 稀土永磁电机由于其效率高、 转矩密度高、 功率密度大、 控制性能好等特点被广泛应用于风力发电领域, 但是永磁 体内的磁场波动与电机内的电流和温度相互影响, 有发生不可逆失磁的风险, 会影响发电机运行的稳定性。 以 1. 5 MW 直 驱永磁风力发电机为研究对象, 从永磁材料的退磁机理、 故障电流对永磁体的影响、 涡流损耗、 永磁体温升的计算和试验 等方面进行分析, 为大功率直驱永磁风力发电机的设计提供了参考。 关键词: 永磁风力发电机; 场路耦合; 温升计算; 失磁 中图分类号: TM315 文献标识码: A 文章编号: 1001-9006(2016)02-0062-06
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永磁同步发电机磁场分析方法哈尔滨工业大学电磁与电子技术研究所2008年7月一、概述此文档介绍了利用Ansoft Maxwell2D 11.0电磁场有限元分析软件对永磁同步发电机进行磁场分析的方法,读者应先了解Ansoft软件的基本使用方法后阅读本文,Ansoft软件的基本使用方法可参阅《Ansoft工程电磁场有限元分析》(刘国强著,电子工业出版社)。
永磁同步发电机磁场分析的基本流程见图1。
图1 磁场分析的基本流程二、求解空载磁场1.绘制有限元模型(Define Model)Ansoft Maxwell2D 有限元建模的方法主要有三种,一是直接在Maxwell2D 中绘制,选择Define Model-Draw Model 进入后在软件提供的绘图界面上绘制电机模型。
二是利用Ansoft RMXpert导入,点开Maxwell 11 3D的界面,选择Project-Insert RMxpert Design,然后逐项输入电机各项数据。
输入完各项数据后,点击RMxpert-Analyze all,求解电机模型。
求解完成后,点击RMxpert-Analysis Setup-Export-Maxwell 2D Project,生成一个Maxwell 2D模型。
在弹出的对话框中,Project Name中填写模型的名字,Location填写模型存放的路径。
三是用AutoCAD绘制后导入。
将绘制后的AutoCAD图形存成*.dxf格式,在Ansoft Maxwell2D 绘图界面中点击File-Import,选中*.dxf文件在出现的设置转换参数对话框中,将Number of segments for poligonalization of a circle 和Number of segments between control points of a spline 后的数量设置得大一点,点击ok,将AutoCAD图形转换为Maxwell 2D模型图形*.sm2。
界面后选择File-Open, 打开转换好的图形。
三种方法中,使用RMxpert导入是最简便的,但要求设计的电机在RMxpert 的库中有;利用AutoCAD导入绘图较为方便,但导入过程较麻烦且易出错,因此对于RMxpert的库中没有的电机模型,推荐使用第一种方法,直接在Maxwell 的绘图界面中绘制。
绘制好有限元模型后,为方便后续操作,在Define Model-Group Objects中将各槽中的导体按三相正负分为六组。
2.设置材料属性(Setup Materials)把材料附给相应的物体即可,选中物体和对应的材料之后点击Assign对于库中没有的材料,需要手动添加,下面介绍一下手动添加永磁材料和硅钢片材料的方法。
对于添加永磁材料,先点击Material-add在Material Properties下的框中填好新增材料的名字,然后点击options对于永磁材料,一般需知道其的剩磁和矫顽力,固将options对话框中的Hc 和Br选上后点击OK退出。
在Conductivity中填该永磁材料的电导率,Mag.Coercivity中填永磁材料的矫顽力,注意是负值,在Mag.Retentivity中填永磁材料的剩磁,都填写完毕后电机Enter,材料添加完毕。
对于磁化曲线非线性的硅钢片材料,需导入其磁化曲线,具体做法如下:进入添加材料界面,填好新材料名称后,勾选上B-H Nonlinear Material,然后点击B H Curve,弹出输入磁化曲线界面,点击Import,将磁化曲线数据文件导入。
给物体附永磁材料属性时需要定义永磁材料的磁化方向,点击Assign后出现附磁化方向的对话框。
Align with object’s orientation 是指磁化方向与该物体方向一致,该物体的方向如右图中的黑箭头所示,旁边的数字是其在极坐标系下的角度,箭头的圆点是极坐标系的圆点,水平向右方向为极坐标0度所在方向。
Align with a given direction 是指磁化方向手动输入角度,此角度为极坐标系下的绝对值,Align relative to object’s orientation 是指手动输入相对物体方向的角度,此角度为极坐标系下,相对物体方向的角度。
根据永磁体实际磁化方向,灵活运用三种附磁化方向的方法给永磁材料添加磁化方向,设定好后点击View Angle 后在图上点击设定磁化方向的物体,出现的红箭头为设置好的磁化方向。
图中示范为径向充磁,实际磁化方向与永磁体的方向是垂直的,故选择手动输入相对物体方向的角度90度,即设置好了一块永磁体径向的磁化方向。
3.设置边界条件和激励源(Setup Boundaries/Sources)3.1设置边界条件对于绘制的一对极区域下的电机模型,需要添加的边界条件有两个,一是认为电机外壳不往外漏磁通,即把电机定子外圆的磁通密度法向分量设为0。
操作方法如下:点击工具栏Edit-Select-Edge后选中电机定子外圆;后点击Assign,设置完成。
对于仅绘制一对极区域的电机模型,还需要添加对称边界条件。
操作方法如下:点击工具栏Edit-Select-Trace后,选择一条电机的对称边界,分段一次性描一遍。
点击工具栏Assign-Boundary-Master,后点击Assign。
然后再点击工具栏Edit-Select-Trace后,选择另一条电机的对称边界,再分段一次性描一遍。
后点击工具栏Assign-Boundary-Slave,选择Slave=+Master后点击Assign,对称边界条件设置完成。
设置激励源发电机空载运行时,需将三相绕组中的电流设为0,操作方法如下:点击工具栏Edit-Select-Object-By Name后在对话框中输入A相绕组正向的名字,再操作一次后输入A相绕组负向的名字后,A相绕组被选中。
设为0点击Winding,把A相绕组正向设为Positive,负向设为Negative,Total turns as seen from terminal后输入每相绕组总的匝数,注意是每项绕组总匝数而非每相绕组串联匝数,Number of Parallel Branches后输入并联支路数后点击ok,回到上一界面后点击Assign,这样就设置完了一相绕组,重复以上操作,设置好B和C相绕组后保存退出。
如果电机有阻尼绕组,点击工具栏Edit-Select-Object-By Name后在对话框中输入阻尼条的名字,选中所有阻尼条后点击工具栏Assign-End Connection,选中Passive end-connected conductor,End resistance between adjacent conductors后输入相邻阻尼条间阻尼环的电阻,End inductance between adjacent conductors后输入相邻阻尼条间阻尼环的电感。
全部设置好后保存退出。
4.设置求解参数(Setup Solution)点击Setup Solution-options, Time Step后输入求解的步长,一般推荐一个周期至少计算100步;Stop Time后输入求解的时间,一般计算空载场算一个电周期即可;Model Depth后输入模型的轴向长度,永磁电机输入永磁体的轴向长度;Symmetry Multiplier后输入模型对称数,例如模型画了一对极的电机,电机极数是16,那么模型对称数就是8。
机的转速。
5. Solve-Nominal Problem 求解6. 后处理6.1 主界面上选择Solutions-Transient Data 可以查看转矩、反电势,磁链、阻尼条电流、电压、转子位置、转速等波形。
6.2 选择Post Process-Fields 可以查看磁场分布等。
在反电势波形上读出A 相反电势超前或滞后标准正弦波的相位角。
以下图为例,找到A 相反电势波形上第一个从负到正的过零点,点击Show Coords 后选择该点,得到该点的横坐标,将其除以反电势周期的长度乘以360后即为滞后标准正弦波的相位角。
图中过零点的横坐标是0.00235,反电势周期是0.02s ,那么此反电势波滞后标准正弦波的相位角就是度3.4236002.000235.0=⨯。
三、谐波分析空载气隙磁密和反电势的谐波分析建立在空载磁场分析的基础上,首先要获得空载气隙磁密和反电势的数据文件。
反电势的数据文件点击Post Process-Transient Data后找到反电势的波形保存成数据文件即可。
空载气隙磁密数据文件的取得要麻烦一些,下面逐步说明。
1.点击Post Process-Fields,选择某个时间点的场域进行观察。
2.在气隙中画一段弧,这段弧应跨偶数个极。
画弧的方法为:点击Geometry-Create-Arc,然后通过输入圆心、起始点坐标和圆弧的圆心角完成这段圆弧。
3.弧画好后点击进入后处理器,现在即要画出穿过这段弧的磁通密度法向分量沿圆弧的变化。
点击Qty,选中磁通密度B,点击Geom,选中刚才画的那段弧,然后依次点击Normal-Undo-2D Plot-Ok, 即可得到气隙磁密的分布。
4.点击工具栏Plot-Save as-2D Plot-把气隙磁密的分布保存成数据文件。
得到反电势或气隙磁密的数据文件后,利用其他数学软件例如Matlab做付利叶变换即可得到各次谐波的含量。
Ansoft本身也具有对数据进行付利叶变换的功能,下面以反电势的谐波分析为例简要介绍一下步骤。
1.点击Ansoft主功能条上的UTILITIES-PLOT DATA进入Ansoft数据处理界面,点击工具栏Plot-Open打开要处理的数据文件势波形,点击Copy,将数据文件复制入数据处理器。
3.点击Sample,Sample in 选择Time,Specify by 选择Size,Start 和Stop应正好截取整数个周期的波形,Size处应选择2的整数次方填入,一般推荐填1024即可。
都选择好后点击OK4.点击FFT后点击OK,完成快速付利叶变换。
5.将输出的幅值除以周期的一半后即为实际的幅值。
6. 将文件输出,用excel 打开即可看到各次谐波的幅值。
7. 得到各次谐波的幅值后,谐波因数H 按下式计算1221A A H n i ∑-=式中A i 为各次谐波的幅值,A 1为基波的幅值。
1. 8. 用基波半周期内的平均值除以气隙磁密半周期内的平均值,即为气隙磁通波形系数。
四、定位转矩的分析求解空载场时,将铁心材料和永磁材料的电导率都设置为0,观察计算出的转矩,应是有规律的在波动,波动的最大值即为最大定位转矩值。