利用三维有限元法计算爪极电机的磁场分布(3)

很有用,希望可以帮到大家

第2期　　　　　　　王群京,等:利用三维有限元法计算爪极电机的磁场分布

---=0

AyxAyyAyzAyxyz175(9)

(10)---=0

AzxAzyAzzAzxyz(8)式、(9)式、(10)式与(2)式、(3)式、(4)式是等价的。注意到(7)式中的最后3项被积式可看作是3个向量的散度,根据高斯定理,即

µ( A)dv=κA ds

Τ

s

可将(7)式改写成

s

ax+ay+az Ax ds+5Axx5Axy5Axzax+ay+zdsAyxAyyyzxay+x ds=0Ayzzz

(11)

s

s

　　在Drichlet,x0,(11)式自动满足。而在Neumann边界上,由于 Ax、

Ay、 Az30,即

ax+ay+a=0AxxAxyAxzzax+ay+az=0AyxAyyAyzax+ay+az=0AzxAzyAzz

(12)式、(13)式、(14)式就构成了Neumann边界条件。

(12)(13)(14)

2　模型的建立及边界条件的确定

2.1　模型的建立

爪极电机的主磁路由转子磁轭、爪极、气隙、定子齿及定子轭几部分组成。其中,爪极是将励磁绕组

产生的轴向磁通转化为径向磁通的环节,是模型中最为关键的部分,影响到整个结果的可靠性和精确性,因而必须对爪极尽可能精确地建模。爪极电机的整体模型,如图1所示。一个极下的网格模型剖分图,如图2所示(不含空气和绕组部分)。

在图1和图2中均采用了四面体二次单元进行剖分(考虑到爪极电机的几何不规则性),

总共有48032个单元、79545个节点,并且对

图1　电机模型　　　　图2　一个极下的剖分图部分的单元数和节点数均进行了优化。

2.2　边界条件的确定

考虑到电机的几何对称性,在一个极距范围内,在电机的2个侧面,满足半周期性边界条件,在其余的边界面上,可认为磁力线与边界面平行,电机内部边界条件自动满足。