航天電機內(nèi)部多場耦合問題數(shù)值計算模型研究.pdf

1、近年來，隨著電力電子技術、微電子技術、新型電機控制理論和稀土永磁材料的快速發(fā)展，永磁電機在國防、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活等方面獲得越來越廣泛的應用。永磁電機具有體積小、效率高等優(yōu)點，因此，現(xiàn)代航天電機越來越多地采用永磁電機。電機的運行是一個非常復雜的物理過程，涉及到電磁場、溫度場、流體場、應力場等物理場。通過準確的仿真計算分析，便于我們準確掌握電機內(nèi)電磁場和溫度分布情況，及時改變電機設計參數(shù)，進而對優(yōu)化永磁電機設計方案，減少設計成本，提高電

2、機運行效率具有重要意義。
　　在分析國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和相關技術的基礎上，本文采用間接耦合法，即通過將第一次場分析的結(jié)果作為第二次場分析的載荷來實現(xiàn)兩種場的耦合，進行了以下工作：
　　首先根據(jù)傳統(tǒng)計算電機損耗的方法，針對一款航天電機計算了其損耗，同時提出如何利用電磁場分析軟件Ansoft maxwell快速計算電機損耗，通過比較，可以知道傳統(tǒng)計算誤差遠遠大于Ansoft maxwell計算結(jié)果。
　　其次介紹了溫度場基礎理

3、論，提出電機繞組和定子鐵心導熱系數(shù)的等效處理方法，通過有限元分析軟件ANSYS workbench合理網(wǎng)格劃分及確定邊界條件，確定散熱系數(shù)等，計算電機溫度場，得出電機定子鐵心、繞組、永磁體等各部分溫度分布，為電機最熱部分的優(yōu)化設計及繞組等絕緣材料的耐熱等級的選取提供了依據(jù)。
　　然后分析計算了永磁電機的永磁體與護套間的配合在高溫、高速下會發(fā)生應力變形，需要準確計算過盈量，通過理論分析和實際計算，為電機機械結(jié)構的設計與裝配提供了理論