基于場路耦合時空有限元的永磁電機(jī)瞬態(tài)特性研究.pdf

1、由于永磁電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、體積小、質(zhì)量輕、損耗小、效率高、形狀尺寸可以靈活多樣等顯著優(yōu)點(diǎn)，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、航空航天、國防和日常生活中得到廣泛應(yīng)用。因此為了滿足永磁電機(jī)高的性能要求，需要對永磁電機(jī)進(jìn)行更加準(zhǔn)確的計算分析，有必要建立一套更加適合永磁電機(jī)數(shù)值計算的計算方法。本文在完善時空有限元法的理論基礎(chǔ)和應(yīng)用技術(shù)下，并結(jié)合場路耦合法對永磁電機(jī)的瞬態(tài)過程進(jìn)行研究，該方法對永磁電機(jī)瞬態(tài)過程的數(shù)值仿真計算研究有重要的意義，主要進(jìn)行的工作有： 在

2、時空有限元法的應(yīng)用研究方面，討論了時空有限元法應(yīng)用中的媒質(zhì)非線性問題、媒質(zhì)相對運(yùn)動問題。針對時空有限元法在電磁場領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用，提出了計及媒質(zhì)非線性時空有限元方法，和時空有限元法考慮媒質(zhì)運(yùn)動的處理辦法。本文針對永磁電機(jī)提出利用時空有限元法處理其定子、轉(zhuǎn)子區(qū)域的方法，即對定子、轉(zhuǎn)子采用兩種坐標(biāo)系，并用邊界周期條件處理定子、轉(zhuǎn)子接口，充分考慮磁場的周期性，建立計及電機(jī)周期數(shù)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)氣隙磁場解析表達(dá)式。從而對時空有限元法的工程應(yīng)用進(jìn)行了較深

3、入的討論。 針對瞬變電磁場，提出了以矢量磁位A為變量的計及各類邊界條件的含渦流效應(yīng)方法，建立瞬態(tài)電磁場的基本模型，以及瞬態(tài)電磁場的場路耦合離散模型，并進(jìn)行了時空有限元單元分析，推導(dǎo)了相應(yīng)的瞬態(tài)電磁場的離散計算方法。 根據(jù)三維實(shí)體模型建立永磁電機(jī)的二維結(jié)構(gòu)仿真模型，再根據(jù)建立的場路耦合時空有限元離散計算方法，在永磁電機(jī)的二維結(jié)構(gòu)仿真模型上建立外加電路模型。將永磁電機(jī)的二維結(jié)構(gòu)模型和電路模型進(jìn)行場路耦合，進(jìn)行永磁電機(jī)的二維電