基于磁固耦合的永磁電機電磁振動分析.pdf

1、本文對永磁電機振動的主要來源——電磁振動進行了研究，分別對永磁電機的電磁場、振動特性和它們之間的耦合關系進行了分析。
　　首先，本文推導了一個表貼式永磁電機在考慮轉子偏心和齒槽效應情況下的電樞反應磁場的解析模型。這個解析子域模型將永磁電機的磁場區(qū)域劃分為氣隙子域（包含剩磁為零的永磁體區(qū)域）、定子槽子域以及定子槽開口子域。先建立表貼式永磁電機的各個子域中的基本方程，解出含待定系數(shù)的方程通解。然后列寫各個子域的邊界條件和子域間的分界面

2、條件，通過添加邊界條件確定通解中的待定系數(shù)。其中，為了考慮轉子偏心，使用一階攝動法對各邊界條件進行了修正。
　　其次，采用本文推導的表貼式永磁電機電樞反應磁場的解析計算模型，結合前人推導的表貼式永磁電機空載磁場的解析計算模型，分別對4極24槽和8極12槽這兩種不同極槽配合的永磁電機在空載和負載情況下的電磁力波進行了分析，得到了電磁力波的時間諧波分量和空間諧波分量。
　　最后，提出了永磁電機磁固耦合分析的兩種分析方法。

3、　　先介紹了磁固弱耦合分析方法:首先，使用Simulink軟件來仿真電機的驅(qū)動電路，得到電機電磁場的激勵，再使用JMAG軟件計算電機的電磁場，將Simulink軟件和JMAG軟件結合起來，進行場路耦合仿真，計算了由控制電路激勵的永磁電機的電磁場和電磁力，然后在JMAG中將電磁力加載到電機的三維結構模型上，進行永磁電機的振動分析。本文以一個8極48槽的內(nèi)置式永磁電機為例對永磁電機的磁固弱耦合方法進行了說明。
　　然后，介紹了磁固強耦

4、合分析。這種方法可以考慮電機的電磁場與電機振動之間的相互作用，是一種雙向耦合，可以得到更加準確的結果。在本文的方案中，電磁場采用上文提到的完整的表貼式永磁電機電磁場解析子域模型，通過MATLAB軟件編程進行計算;永磁電機的振動計算，是將MATLAB計算得到的電磁力加載到ANSYS軟件中建立的三維結構模型上，用有限元方法進行;通過ANSYS的APDL語言編程來實現(xiàn)電磁場模型和振動模型的調(diào)用計算以及MATLAB軟件和ANSYS軟件數(shù)據(jù)接口的