ANSYS软件在永磁同步发电机空载磁场分析中的应用(3)

微电机 2006年 第39卷 第8期(总第155期)

维度:二维 形状:四边形8节点或6节点三角形自由度:矢量磁势(AZ)时间积分电势、电流、电动势压降

图4 PLANE53单元

1 5 查看计算结果

这部分属于有限元分析中的后处理,包括绘制磁感应强度分布云图、磁力线图、磁场强度云图等。通过plf2d命令可以得到电机空载磁力线分布,如图5。图6

为磁感应强度分布云图。

图6

电机空载磁感应强度分布云图

图5 电机空载磁力线分布图图7 1

对极下的空载气隙磁密波形

用Ansys命令通过编程可以得出各部分的磁感应强度平均值。把这些值与作者用等效磁路方法设计电机时的值进行比较,如表1所示。

表1 磁路分析与磁场分析值比较

定子轭

气隙磁密齿磁密

磁密

磁路计算值/T0 64601 76371 5030磁场分析值/T0 640791 74531 5151

转子轭

磁密1 52751 5223

图8 永磁同步发电机空载特性曲线

通过对表1计算值的比较,可以看出,用等效磁路方法进行电机的磁路计算是基本准确的。通过编写程序求解了一对极下多个节点处的气隙磁密,用MAT LAB绘图得到如图7所示的1对极下的空载气隙磁密波形。可以看出,定子槽口处的气隙磁密波形曲线出现下凹的缺口,这是由于齿槽效应的影响。尽管该软件具有强大的后处理功能,但对电机来说仍不能得到电机空载特性曲线,因此用c++语言编写程序进行后处理得到电机空载特性曲线图,如图8所示。

参考文献

[1] 胡之光.电机电磁场的分析与计算[M].北京:机械工业

出版社,1982.

[2] ANSYSAPDLProgrammer sGuide.SASIP,Inc,1998.[3] 许海峰,辛惠源.ANSYS软件对电机磁场的分析[J].电

子与封装,2003,3(2).

[4] 张景明,黄邵刚.ANSYS软件命令流方式的应用[J].江

西电力,2004,28(3).

[5] Bumby.J,Martin.R.Electromagneticdesignofaxial flux

permanentmagnetmachines[J].IEEProceedings,ElectricPowerApplications,mar..2004,151(2):151 160.

[6] binedfiniteelementandanalyticalmethods

forrotordesignofpermanentmagnetsynchronousmotors[J].ElectricMachinesandPowerSystem,1998,26:465 475.作者简介:刘景林(1964-),男,教授,研究方向为电机及其控制。

敖惠君(1977-),女,硕士研究生,研究方向为稀土永磁电机及电机CAD。

2 结果分析

通过用ANSYS软件进行电机电磁场的数值计算,满足了电机电压调整率 3%的要求。当电机额定转速为4900r/min、负载电流为2A时,样机实测数据为UAB=36 8V,UBC=36 6V,UCA=36 75V

。