ANSYS软件在永磁同步发电机空载磁场分析中的应用(2)

ANSYS软件在永磁同步发电机空载磁场分析中的应用 敖惠君 刘景林 乔 璐

式中,v为磁阻率,v=, 为磁导率;AZ为磁矢位,JZ为等效面电流密度。

求解区域 :整个剖分区域;边界区域!:定子外圆边界Bn1=0;

采用ANSYS8 0版本的Multiphysics模块进行电机电磁场分析。分析流程如图1

所示。

图2 电机模型图

找到定义好的材料后双击打开下拉菜单选中B Hcure项,点击Graph中的BH就可以了。

硅钢片DW310 35的B H曲线如图3

所示。

图3 硅钢片DW310 35的B H曲线

图1 分析流程图

1 3 定义单元,网格剖分

剖分网格时需要定义划分网格的形状和大小,指定用于模型网格剖分的网格类型。在剖分模型时一般先剖分气隙面,再进行其它面的剖分。由于气隙面很小,所以作者对气隙面进行局部剖分,单元选择为PLANE53中6节点三角形,然后再对电机模型进行整体剖分。整体剖分时选用PLANE53单元中的四边形8节点形式,把整个电机模型剖分完后就可以加载进行磁场求解了。PLANE53单元具体形状见图4。

1 4 加边界条件和载荷并求解

应用有限元法求解电机电磁场时,一般可取电机外侧表面作为边界面。一般情况下,认为磁力线沿电机外侧表面闭合,这一类边界属于第一类齐次边界。很多情况下电机轴的外表面也被取为第一类齐次边界。所以作者在电机模型中给定子外圆和转轴外圆加载平行边界条件。GUI方式具体步骤如下:!mainmenue #!solution #!excitation #!apply #!boundary #!par lonline

再点击鼠标左健选择边界完成加载并用mag solv操作命令进行电磁场求解。

1 1 电机模型

在建立有限元模型时,先根据模型中所有可变数据定义相应的参数名(如电枢内径,气隙宽度等)。在模型中使用参数名来表示相应的数据值。电机建模需要创建定子模型、转子模型、气隙模型和永磁体模型。电机模型见图2。在整体建模完成后注意一定要使用AOVLAP操作命令。此命令是用来进行面与面的交迭操作,以保证在划分网格时各个面是共节点的,从而使解收敛。1 2 定义并分配材料

输入各种材料的性能:永磁材料选用NSC27G瓦型磁钢,在ANSYS中输入它的磁导率和矫顽力(注意方向,作者将矫顽力分解为X、Y方向)、非导磁材料(空气、线圈)的相对磁导率 r、定子和转子磁轭的B H值(选用硅钢片DW310 35),然后将其一一赋予模型。定义完定子磁轭的BH值后可以通过GUI(图形用户界面)方式查看材料的BH曲线图。

具体操作如下:

进入!maimenu #!prprocessor #!ma terialprops #!materialmodels