場路結(jié)合并考慮耦合的磁力機械分析與設(shè)計方法研究.pdf

1、論文簡要回顧了磁力機械的應(yīng)用和研究現(xiàn)狀，提出了現(xiàn)有磁力機械設(shè)計方法中存在的局限性和不足，分析了系統(tǒng)研究磁力機械的場量計算和考慮多物理場間耦合效應(yīng)的設(shè)計分析方法的重要意義，并根據(jù)現(xiàn)有研究基礎(chǔ)給出了本文研究內(nèi)容和方法。對磁力機械設(shè)計涉及的相關(guān)數(shù)理理論和方法進行提煉，給出了磁力機械設(shè)計的基礎(chǔ)理論體系。 基于場分析方法，針對常規(guī)設(shè)計方法計算電磁參數(shù)中普遍忽略的(如磁阻、漏磁、渦流和集膚效應(yīng)等)、假定的(如磁性材料特性的線性化假設(shè)等)因素

2、及有關(guān)動態(tài)問題(如轉(zhuǎn)速對電磁場分布的影響)，用數(shù)值方法作了較詳細的定量計算和討論，為設(shè)計中考慮材料非線性、鐵損、漏磁等因素影響提供了依據(jù)。 對磁力機械中電磁作用下的溫度場問題，論文討論了現(xiàn)有熱分析中沿用低壓電器的基于牛頓散熱公式的簡化算法和等效熱路法等方法的局限性，并在給定熱源條件下，對電磁軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)主要部件用場分析方法進行了熱分析，其結(jié)果直觀地給出了溫度場分布和變化規(guī)律，較準確地反應(yīng)了散熱體各部分熱量的獲取和損失、熱梯度、

3、熱流密度等熱參數(shù)，可作為優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計、合理布置散熱形式的參考。 在多場耦合問題中，討論了磁力機械中多物理場耦合的現(xiàn)象、形式，從宏觀耦合機理角度對磁力機械中多場耦合進行了分類，論述了耦合問題分析對磁力機械設(shè)計的意義和方法。將磁力機械耦合問題分為單場、兩場、三場及多場局部耦合問題及復(fù)雜耦合問題分別加以討論。在單場耦合中，討論了結(jié)構(gòu)因素引起的耦合和磁場內(nèi)部的場路耦合分析方法，在兩場局部耦合中，給出了電磁、機電、熱電、熱磁、磁場與結(jié)

4、構(gòu)場、結(jié)構(gòu)與溫度場等常見耦合分析方法，對三場及多場耦合問題，討論了在可列出各場數(shù)理方程的情況下采用數(shù)值方法分析場間耦合；對不能用耦合方程明確描述的復(fù)雜耦合分析，提出了將多物理場、多過程、交互式的全局耦合問題轉(zhuǎn)化為各局部耦合問題和各子系統(tǒng)間的耦聯(lián)問題而得到求解的耦合分析方法。 在上述分析基礎(chǔ)上，論文建立了場路結(jié)合并考慮耦合的磁力機械設(shè)計方法，提出用“場”和“耦合”的觀點指導(dǎo)設(shè)計過程，以改進現(xiàn)有磁力機械結(jié)構(gòu)和電磁部分設(shè)計中依賴經(jīng)驗參