长定子直线电机负载下的ANSYS仿真计算

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直线电机选型计算实例

直线电机选型计算实例直线电机是一种直线运动的电动机，它的工作原理与旋转电机类似，但是它的转子是直线型的，而且它的运动方向也是直线的。

直线电机具有结构简单、精度高、响应快等优点，因此在自动化生产线、半导体设备、医疗器械等领域得到广泛应用。

下面我们将通过一个选型计算实例来介绍直线电机的选型方法。

1. 确定负载参数在选型之前，首先需要确定直线电机所要驱动的负载参数，包括负载的质量、惯性、运动方式等。

例如，假设我们需要驱动一个质量为100kg的物体在水平方向上做往返直线运动，运动速度为1m/s，加速度为2m/s^2，运动距离为500mm。

2. 计算所需力矩根据负载参数，我们可以计算出所需的力矩。

在这个例子中，所需的力矩可以通过以下公式计算：T = m * a * L / 2其中，m为负载质量，a为加速度，L为运动距离。

代入参数可得：T = 100 * 2 * 0.5 = 100N·m3. 选择合适的直线电机型号在确定所需力矩后，我们需要选择合适的直线电机型号。

在选择时，需要考虑直线电机的最大力矩、最大速度、最大加速度等参数。

一般来说，直线电机的最大力矩应该大于所需的力矩，最大速度应该大于所需的运动速度，最大加速度应该大于所需的加速度。

假设我们选择了一款最大力矩为200N·m，最大速度为2m/s，最大加速度为4m/s^2的直线电机。

4. 计算所需电流和功率在确定直线电机型号后，我们需要计算所需的电流和功率。

电流可以通过以下公式计算：I = T / k其中，T为所需力矩，k为直线电机的力矩常数。

功率可以通过以下公式计算：P = F * v其中，F为所需的力，v为运动速度。

代入参数可得：I = 100 / 0.1 = 1000AP = 100 * 1 = 100W5. 确定驱动器和控制器在确定所需电流和功率后，我们需要选择合适的驱动器和控制器。

驱动器需要能够提供足够的电流和电压，控制器需要能够控制直线电机的运动速度和加速度。

直线电机选型计算实例

直线电机选型计算实例以直线电机选型计算实例为例，本文将详细介绍直线电机选型的过程和计算方法，帮助读者了解直线电机选型的基本原理和步骤。

直线电机是一种将电能直接转换为机械能的装置，广泛应用于工业自动化、半导体生产设备、医疗器械等领域。

选型是指根据实际需求和工作条件，选择合适的直线电机型号和规格参数，以满足工作要求和性能指标。

直线电机选型的基本步骤如下：1. 确定工作负载：首先需要明确直线电机所需承载的负载类型和重量，包括静负载和动负载。

静负载是指直线电机在停止工作时所要承受的重量，动负载是指直线电机在运行时所要承受的重量。

根据工作负载的大小和特点，选择适合的直线电机类型。

2. 确定工作速度：根据实际工作需求，确定直线电机的运行速度。

速度是直线电机选型的重要参数，直线电机的速度范围通常在几毫米/秒到几米/秒之间。

根据工作速度要求，选择合适的直线电机型号和规格。

3. 确定工作行程：直线电机的行程是指直线电机能够移动的距离范围。

根据实际工作需求，确定直线电机的工作行程，以确定直线电机的尺寸和结构形式。

4. 确定工作精度：根据实际工作需求，确定直线电机的工作精度要求，包括位置精度、重复定位精度和运动平稳性等指标。

根据工作精度要求，选择合适的直线电机型号和控制系统。

5. 计算所需力矩：根据工作负载和工作速度，计算出直线电机所需的力矩。

力矩是直线电机选型的重要参数，直线电机的力矩范围通常在几牛米到几十牛米之间。

根据所需力矩，选择合适的直线电机型号和规格。

6. 选择合适的控制系统：根据工作要求和性能指标，选择合适的直线电机控制系统。

直线电机控制系统通常包括驱动器、编码器和控制器等组成部分。

根据实际需求和预算限制，选择合适的控制系统。

以上是直线电机选型的基本步骤和计算方法。

在实际应用中，还需要考虑其他因素，如环境条件、电源要求、可靠性和维护性等。

选型过程中，可以借助厂商提供的选型软件或咨询厂商的工程师，以获得更准确和可靠的选型结果。

直流电机ansys仿真参数设置

直流电机ansys仿真参数设置
ANSYS仿真是直流电机进行模拟测试的重要工具，其可以分析模拟直流电机的物理性能参数，并针对不同应用需求提供相应的计算和调整。

本文将详细介绍ANSYS仿真设置参数的步骤，并以直流电机模拟测试为例，说明如何有效地设置参数。

首先，需要选择直流电机作为计算对象，然后配置模拟测试所需的相关参数。

具体而言，有必要考虑电机的构造参数和运行参数的影响。

包括电机的功率、转数和安装参数等，以及控制模式、输出转矩和特性等仿真测试参数。

接下来，需要根据直流电机的运行特性设置ANSYS仿真的相应参数。

这包括设定模拟步骤数量，即模拟步骤之间时间间隔；定义不同参数的运动范围区间，它可以指定系统特性；时间和步长控制方式，用于控制模拟结果的精度及稳定性。

还有一些相关参数也可以设置，这些参数指定了模拟测试中直流电机的电磁特性及汽车系统参数，比如摩擦力、热力学效应、负载及驱动系统等参数，都必须考虑到。

最后，应给定模拟的终止条件，并且可以调整ANSYS仿真参数，以增强系统的表现，例如采用线性编码器、抗饱和等参数调节控制；同时可根据模拟结果，实时监控直流电机的特性，观察何种运行条件下汽车系统的性能最佳，从而确定能够有效提升系统性能的参数配置。

综上所述，ANSYS仿真设置参数的全过程可以分为四大步骤：确定模拟对象并配置实验参数；根据直流电机的运行特性设置ANSYS仿真参数；设置模拟测试的其他参数；调整ANSYS仿真参数，促进系统性能改善。

通过这些步骤，可有效地选择和调整ANSYS仿真参数，以达到模拟测试期望的结果，并为直流电机产品设计提供有力支撑。

永磁直线电机电磁设计与有限元仿真分析

永磁直线电机电磁设计与有限元仿真分析永磁直线电机是一种将电能转换为机械能的装置，具有高效率、高速度、高精度等优点，广泛应用于工业自动化、航空航天、医疗器械等领域。

电磁设计与有限元仿真分析是永磁直线电机设计过程中的重要环节，本文将从电磁设计和有限元仿真分析两个方面进行讨论。

首先，永磁直线电机的电磁设计是指通过合理的电磁参数设计来实现电机的性能要求。

电磁设计的关键参数包括磁极形状、磁极材料、磁极间隙、线圈结构等。

其中，磁极形状是影响电机磁场分布的重要因素，常见的磁极形状有平行矩形形、扇形等，根据具体的应用需求选择合适的磁极形状。

磁极材料的选择也是电磁设计的关键，常用的磁极材料包括稀土磁铁、硅钢等，不同的磁极材料具有不同的磁化特性和磁导率，需要根据具体的应用要求进行选择。

此外，磁极间隙和线圈结构的设计也会影响电机的性能，需要根据具体的应用需求进行合理设计。

其次，有限元仿真分析是指利用有限元方法对永磁直线电机进行电磁场仿真分析，以评估电机性能和优化电机设计。

有限元方法是一种数值计算方法，通过将电机的结构离散化为有限个元素，并建立数学模型来求解电磁场分布。

有限元仿真分析可以提供电磁场分布、磁场强度、磁力等参数的预测结果，帮助设计人员了解电机的工作原理和性能特点。

同时，有限元仿真还可以进行参数优化，通过改变电机的设计参数来优化电机性能，如提高功率密度、减小磁场漏磁等。

在进行有限元仿真分析时，需要根据电机的几何结构和材料特性建立有限元模型，并设置合适的网格尺寸和边界条件。

然后，利用有限元软件进行计算，得到电机的电磁场分布和相关参数。

根据仿真结果，可以评估电机的性能指标，如输出转矩、功率密度、效率等，并进行优化设计。

综上所述，永磁直线电机的电磁设计与有限元仿真分析是电机设计过程中的重要环节。

通过合理的电磁设计和有限元仿真分析，可以提高永磁直线电机的性能和效率，满足不同领域的应用需求。

ANSYS仿真分析作业

ANSYS仿真分析作业ANSYS仿真分析是一种通过计算机模型和数值方法来模拟和预测物理过程的技术。

它可以帮助工程师优化设计、提高产品性能、预测产品寿命、降低成本和减少开发周期。

ANSYS仿真分析可以应用于各种工程领域，包括机械工程、电气工程、土木工程、航空航天工程等。

在机械工程中，ANSYS仿真分析可以模拟机械零件的应力、应变、变形、振动等特性。

通过这些分析，工程师可以评估零件的可靠性、确定最佳材料和设计参数，并优化零件的结构。

在电气工程中，ANSYS仿真分析可以模拟电路、电磁场、电动机、变压器等电气设备的性能。

通过这些分析，工程师可以优化电路的布局、提高电气设备的效率、解决电磁干扰问题等。

在土木工程中，ANSYS仿真分析可以模拟建筑物、桥梁、大坝等结构的应变、变形、破坏等特性。

通过这些分析，工程师可以优化结构的设计、确保结构的稳定性和安全性，以及评估结构在极端负载下的行为。

在航空航天工程中，ANSYS仿真分析可以模拟飞机、航天器、火箭等系统的气动特性、结构特性等。

通过这些分析，工程师可以优化飞行器的设计、提高飞行器的性能、降低燃料消耗等。

下面我将介绍两个案例研究，以帮助读者更好地理解ANSYS仿真分析的应用。

首先是汽车碰撞仿真。

工程师可以使用ANSYS仿真分析来模拟汽车碰撞时的应力和变形情况，以预测汽车的安全性能。

通过这些分析，工程师可以评估不同设计对碰撞能量吸收和乘员保护的影响，并优化汽车的结构，提高碰撞安全性。

另一个案例是风力发电机叶片的优化设计。

工程师可以使用ANSYS仿真分析来模拟风力发电机叶片在风载荷下的应力和变形情况，以评估叶片的性能。

通过这些分析，工程师可以优化叶片的结构和材料，提高叶片的效率和寿命。

总结起来，ANSYS仿真分析是一种强大的工程工具，可以在不同领域中应用。

它可以帮助工程师优化设计、提高产品性能、预测产品寿命、降低成本和减少开发周期。

希望这篇文章可以为读者对ANSYS仿真分析有一个初步的了解，并鼓励他们在自己的工作中应用这一技术。

基于ANSYS的新型结构永磁直线同步电机力性能研究

第２９卷第２期
２２年２月０１
机
电
工
程
Ｖｏ．２ｏ２１９Ｎ．Ｆｂ０２ｅ．２１
ＪｕｎｌｏｃａｉａｏｒａｆＭｅｈｎｃｌ＆ＥｌｃｒａｎｉｅｒｎｅｔｃｌＥｇｎｅｇｉｉ
基于ＡＳＳ的新型结构ＮＹ永磁直线同步电机力性能研究
ｔｅｃａａｔｒｔｓｏｈｅａｅｔｍａｎｔｉｅｒｓｎｈｏｏｓｍｏｏ（ＭＬＭ）ｓｒｃｕｅａｎｗｓｒｃｕｅｏｔｒｍｏｅｓｂｉｏｈｈｒｃｅｓｉｆｔｅｐｒｎｎｇｅｉｌａｙｃｒｎｕｔｒＰＳｉｃｍｃｎｔｕｔｒ．ｅｔｔｒｆｍｏｏｖｒｗａｕｌｔｕｔ
式中：
置。
动子的长度，一整数，七
距，～动子位
端边力的展开Ｆｕｉ为．ｏｒｒ５ｅ：
（＋（ｉ）ｎ
ｎ１＝丁
ｎｎｔｃ —ａ。２）
—
的两个峰值，峰值相距３ｍ，６ｍ即极距．也就是动子端ｒ，部在每次进出磁极对应的磁场空间时，都会产生非常大幅度的推力波动，可见在普通结构上，这种推力波动
１线圈；一永磁体；～凸铁；＿动子叠片一２３４
ｊｅ
ｎ＝ｌ
ｕ七２ｅｌ；ｕ谨ｌ１ｌ
ｓｉｎ
下
电机永磁体采用高性能钕铁硼材料，磁化方向为
法向，感应矫顽磁力为Ｈ＝９Ａｍ；其８５ｋ／电机为１槽单８

利用ANSYSLS-DYNA仿真计算

利用ANSYS/LS-DYNA仿真计算ANSYS/LS-DYNA的前后处理器是ANSYS/PRE-POST,求解器LS-DYNA，是全世界范围内最知名的有限元显式求解程序。

LS-DYNA在1976年由美国劳伦斯·利沃莫尔国家实验室（Lawrence Livermore National Laboratory）J.O.Hallquist博士主持开发，时间积分采用中心差分格式，当时主要用于求解三维非弹性结构在高速碰撞、爆炸冲击下的大变形动力响应，是北约组织武器结构设计的分析工具。

LS-DYNA的源程序曾在北约的局域网Pubic Domain公开发行，因此在广泛传播到世界各地的研究机构和大学。

从理论和算法而言，LS-DYNA是目前所有的显式求解程序的鼻祖和理论基础。

1988年，J.O.Hallquist创建利沃莫尔软件技术公司（Livermore Software Technology Corporation），LS-DYNA开始商业化进程，总体来看，到目前为止在单元技术、材料模式、接触算法以及多场耦合方面获得非常大的进步。

1996年功能强大的ANSYS前后处理器与LS-DYNA合作，命名为ANSYS/LS-DYNA，目前是功能最丰富，全球用户最多的有限元显式求解程序。

ANSYS/LS-DYNA的用户主要是发达国家的研究机构、大学和世界各地的工业部门（航空航天、汽车、造船、零件制造和军事工业等）。

应用领域是：高速碰撞模拟（如飞机、汽车、火车、船舶碰撞事故引起的结构动力响应和破坏）、乘客的安全性分析（保护气囊与假人的相互作用，安全带的可靠性分析）、零件制造（冲压、锻压、铸造、挤压、轧制、超塑性成形等）、罐状容器的设计、爆炸过程、高速弹丸对板靶的穿甲模拟、生物医学工程、机械部件的运动分析等。

ANSYS/LS-DYNA强大功能的基础是求解器的理论基础和丰富算法。

下面仅就LS-DYNA在模拟冲压、锻压和铸造等工艺过程的功能和特色进行说明：1. 冲压薄板冲压过程的物理描述是：在模具各部件（通常是凸模、凹模和压料板）的共同作用下，板料发生大变形，板料成形的变形能来自强迫模具部件运动外功，而能量的传递完全靠模具与板料的接触和摩擦。

基于ANSYS的永磁直线同步电机的电磁仿真与分析

第１Ｏ卷
第２期
南京工程学院学报（自然科学版）
ＪｕｎｌｆＮｎｉｇＩｓｉｔｆｅｈｏｏｙＮａｕａｃｅｃｄｔｎｏｒａｏａｊｎｔｕｅｏｃｎｌｇ（ｔｒＳｉｎｅＥｉｏ）ｎｔＴｌｉ
Ｖｏ．０．．１１Ｎｏ２
ｕｉｇＡＮＡＳ，ａｆｉｌｍｅｔａａｙｉｓｆｒｅｔｏ．ＴｅｓｍｕａｉｎａｄａａｙｉｆｔｅＡＮＡＹｒｖｄｉｔｂｔｎｓｎＹＳｉｔｅｅｎｎｓｏｔｎｅｌｓｗａｏ１ｈｉｌｔｎｎｌｓｓｏｏｈＳＳｐｏｉｅｄｓｒｕｉｉｏ
ｃａａｔｒｔｓａｄｌｗｏｌｃｒｍａｎｔｅｄｆｔｅｉｎｒｓｅｏＭＬＭ．ＡｎｈｎｆｒｅａａｙｉｏＭＬＭｓｈｒｃｅｓｉｎａｆｅｅｔｉｃｏｇｅｉｆｌｓｏｈｎｅｉｆＰＳｃｉｄｄｔｅｏｃｎｓｓｆＰＳｉｌｃｎｕｔｄｂｄｐｉｇＭａｗｌｓｅｓｔｎｏｔｏｎｉｕｒｔｏ，ａｍｅｔｐｖｄｎｈｏｅｉａａｉｆｒｏｄｃｅｙａｏｔｘｅｌｔｓｅｓｒｍｅｈｄａｄｖｒａｗｏｋｍｅｈｄｎｒｔｌｉｄａｒｉｉｇａｔｅｒｔｃｂｓｓｏｏｌ
永磁直线同步电机是直接产生直线运动的电磁装置，它可以看成是从旋转电机演化而来，把旋转设想
电机沿径向剖开，并将圆周展开成直线，就得到了直线电机，Ｊ具有高速、高加速度、定位精度高和行程不

基于绕组函数理论的长定子直线同步电机内部故障仿真计算（英文）

基于绕组函数理论的长定子直线同步电机内部故障仿真计算
（英文）
于芳;余海涛;胡敏强
【期刊名称】《东南大学学报：英文版》
【年(卷),期】2010(026)001
【摘要】为了保证高速磁浮列车系统安全牵引运行,提出一种基于绕组函数理论的新颖模型并用该模型对长定子直线同步电机进行建模,便于实时计算列车的运行状态.首先在正常运行模型的基础上推导长定子直线同步电机在不同故障状态下的精确耦合数学模型,然后对其运行时存在的主要潜在定子绕组内部故障如单相短路、相间短路和单相开路等进行故障电流、电磁力仿真计算.将计算得到的直线电机运行电磁力随定子电流变化的特性曲线与有限元方法的结果进行对比,验证了所提出的电磁力公式的准确性.通过比较在不同故障类型和故障短路比下故障电流、电磁力仿真结果的变化情况,找出了内部故障规律,同时显示了此解析数学模型在电机故障快速识别中具有可用性.
【总页数】5页(P53-57)
【作者】于芳;余海涛;胡敏强
【作者单位】东南大学电气工程学院,南京210096
【正文语种】中文
【中图分类】TM341
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Ｑ！工２
ＣｈｉｎａＮｅｗＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ
高新技术
长定子直线电机负载下的ＡＮＳＹＳ仿真计算
芦冰
（武警水电一总队三支队，广西南宁５３００２８）
摘要：某电站混凝土坝段的建设，考虑大体积混凝土温控的要求及建设工期的节点目标，现模拟采用长定子直线电机作为混凝土的运输工具。本文利用有限元分析软件ＡＮＳＹＳ建立了混凝土传送装置长定子直线同步电机的分析模型；通过对电磁场力的计算，分析了电机在装载混凝土情况下电磁牵引力随电枢电流及励磁电流的变化规律，从而使混凝土的
所示。
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图３为负载时单位长度电磁牵引力随励磁电流变化曲线，由图３可以看出，牵引力随励磁电流的增大而增大，且是单调递增的关系。励磁电流由ＩＯＡ至３０Ａ变化时，电磁牵引力由２０至６９．２Ｎ／ｍ变化。（２）负载时电磁力与电枢电流的变化关系在上述模型如图１的位置上，保持励磁电流不变，仅改变电枢电流得到牵引力如图４所示。图４为改变电枢电流有效值时单位长度的电磁力随电流电流有效值的变化曲线。由图４可以看出，牵引力则随电枢电流有效值的增大而增大，是单调递增的关系且变化的很快，如电枢电流从９０Ａ到１３０Ａ变化时，牵引力增大了３３．４６４Ｎ／ｍ，电枢电流值也影响着直线同步电机的牵引力。结论电站建设混凝土坝浇筑方式一般采用自卸汽车直接入仓的方法，但在运输过程中受到施工道路影响速度等原因，经常致使混凝土在到达仓面时温度就已有所升高，因此，本文模拟直线电机运输混凝土，通过控制电机的电枢电流及励磁电流来控制混凝土的运输速度，可根据实际施工高峰期强度满足节点要求，具有高效运输节能等优点。参考文献 … １蔡长春．直线电机的发展和应用．微电机．２００３，２（３６）：４７ — ５０．ｆ２】李华德．交流调速控制系统．电子工
内一水电站部分工程建设，该工程挡当负载时，磁力线方向不对称并且向右倾斜，此时产生向右的电磁牵引力。（１）电磁力与励磁电流的变化关系在上述模型如图１的位置上，三相电流有效值不变，仅改变励磁电流，得到牵引力随励磁电流变化的情况如图３
运输时间得到有效的保证。
关键词：ＡＮＳＹＳ；直线电机；电磁牵引力中图分类号：Ｇ３５６．６文献标识码：Ｍ
２０１０年某部承接了四川攀枝花境大坝混凝土温控要求高，因此混凝土从出机口到仓面的运输速度起着至关重要大坝由左岸、河中碾压混凝土重力坝和的地位。右岸粘土心墙堆石坝组成为混合坝，１工作原理坝顶总长１１５８ｍ，其中混凝土坝部分长直线电机定子电枢绕组中通人对称８３８．０３５ｍ，坝顶高程为１１３９．００ｍ，最大的三相正弦交流电，气隙中便会产生按坝高为１５９ｍ。所承接合同段需浇筑混凝正弦变化的行波磁场。土２００万Ｉｎ。气候条件差，昼夜温差大，在动子绕组中通入直流电，便会产生磁极磁场。在电枢绕组的气隙磁场和磁极磁场的共同作用下，气隙磁场对磁极动子产生电磁牵引力，定子固定不动，磁极将在电磁牵引力的作用下沿着行波磁场的方向做直线运动，从而实现了混凝土的运图ｌ直线电机的有限元分析模型输。２直线电机的ＡＮＳＹＳ仿真模型的建立ＡＮＳＹＳ是现在通用的有限元分析软件，能进行结构、流体、热、电磁以及耦合场分析等。ＡＮＳＹＳ有限元软件所包含的电磁模块，为图２电机负载时磁力线分布情况分析直线电机提供了强８。有力的工具支持。由于６０定子结构和运行情况的／／曼对称性，只建立了３个４０Ｒ蒜动子极距下的模型图。｛．｝２０模型建好后，进行了材料属性划分及网格剖分赫戳电硫 ‘＾）并加载了边界条件和载荷，从而进行了计算求图３负载时单位长度电磁牵引力随励磁电流变化曲线解。图１为直线电机的有限元分析模型。７０３负载时磁场仿真量６［及电磁力计算结果三／６。 ≯ 模型是除了加载励料４０磁电流外，还加定子三