直线感应电机的有限元仿真与分析

分析了用于城市轨道交通的直线感应电机的结构特征及其等效电路,阐述了相关参数的计算方法,包括电机励磁电抗、效率、功率因素等,并应用Ansoft有限元软件,对一台直线感应电机样机进行了电磁分析。通过有限元仿真与分析,得出了电机内部电磁场的分布特点和规律,研究结果为直线感应电机电磁设计提供了理论基础。同时,仿真结果对今后电机控制系统的设计有着重要意义。     

基于有限元分析的电机联合仿真方法研究

采用有限元分析方法对电机进行联合建模仿真,充分考虑电机与控制系统的耦合特性,分析了定子电流、电磁转矩、转速跟随等系统动态响应特性,同时得到了电机在相应的控制策略下的磁场分布、饱和特性等电机本体电磁场瞬态特性。比较电机联合建模的仿真结果与基于电机数学模型的仿真结果,联合模型既可分析电机的外部电源激励电路,又可分析电机内部的电磁现象和反应,对电机性能实现精确分析。     

立式电机定、转子虚拟样机建模与仿真研究

基于Pro/Engineer建立了某型号的大功率电机的实体模型和虚拟样机模型.在MSC.PATTERN/NASTRAN环境下,利用有限元方法进行了电机整机的动力学仿真、应力应变仿真和模态仿真,得到了电机两端轴承的力学状态、系统的多阶固有振动频率、振型以及应力、应变、位移等参数值,通过应变测试实验验证了仿真结果.根据仿真结果,分析了电机的危险位置和振型.结果表明现有电机的结构基本满足设计要求,同时给出了电机结构的优化方案,为同类产品的开发和改进提供了参考.     

立式电机转子的振动特性仿真研究

采用Pro／E软件建立了电机转子虚拟样机模型,导入VisualNastran仿真软件中利用有限元方法进行了电机转子的动力学仿真、应力应变仿真和模态仿真．得到了转子两端轴承的力学状态、系统的多阶固有振动频率、振型以及应力、应变、位移等参数值。根据仿真结果,分析了转子的危险位置和振型。结果表明现有转子的结构基本满足设计要求,同时为满足客户的不同需要,采取改变铁心长度的措施,通过对一系列电机转子的仿真分析和结构对比分析,获得电机转子长度的可行性度设计参数区间。仿真结果对振动实验和定子结构优化具有指导意义。     

直线电机电磁场的有限元计算

直线电机由于结构特殊,存在边缘效应,较旋转电机难分析。有限元分析方法主要运用在电机电磁场的分析中,使用Ansoft软件辅助直线感应电机的设计和分析,对电机的磁场分布和运行性能进行仿真给出了仿真结果,并对仿真方法作了简要的说明。     

基于磁链分析模型的开关磁阻电动机数字仿真

提出基于磁链的开关磁阻电动机(SRM)分析模型。该模型仅仅需要电机几何尺寸和材料电磁参数,不需要实验测量数据或者有限元分析数据,为计算机辅助设计、仿真分析以及预测电机性能提供了分析模型。该模型通过Matlab/simulink来实现。其仿真结果与有限元分析软件Ansoft分析结果吻合。该文将上述分析模型应用于1台550W 6/4极三相开关磁阻电动机的非线性仿真研究中。仿真结果反映了SR电机实际工作特性,有限元分析结果验证了该分析模型的可应用性。     

基于Nastran的立式电机定子的振动仿真研究

采用Pro/E软件建立电机定子虚拟样机模型,利用有限元方法进行了电机定子的运动学仿真和静力仿真,得到了定子地脚螺栓的力学状态、系统的多阶固有振动频率、振型以及应力、位移等参数值。根据仿真结果,分析了定子的危险位置和振型。同时对不同铁心长度的电机定子作结构对比分析,获得电机定子长度的可行性度设计参数区间。仿真结果对振动实验和定子结构优化具有指导意义。     

基于统计能量法的电机结构中高频振动仿真和预报研究

本文以某简化的电机结构为对象,开展了基于统计能量法的仿真和实验研究。利用软件VA One建立了有限元和统计能量法混合分析模型,并将预报结果和有限元软件开展的独立随机激励仿真结果、实验结果进行对比分析。本研究验证了基于统计能量法的仿真分析手段在电机结构中高频振动建模和预报方面的可行性和精确性,拓展了统计能量法在电机结构振动研究方面的应用。     

磁通切换永磁电机固有轴电压分析

对以磁通切换永磁(FSPM)电机为代表的定子永磁型电机固有轴电压机理进行了研究,建立了FSPM电机固有轴电压分析的2D和3D有限元模型,探讨了固有轴电压与电机结构参数之间的关系,对不同电机转速、转轴直径和材料、转子偏心度和电枢电流作用下固有轴电压的特性进行了仿真计算,最后以一台12/10极FSPM电机的实验结果验证了分析和仿真计算的正确性,为高速定子永磁电机的设计和可靠性分析奠定了基础。     

基于MATLAB的开关磁阻电机非线性建模仿真

由于开关磁阻电机SRM结构及运行原理的特殊性,使得分析和设计较其它电机更为困难。基于在分析开关磁阻电机数学模型的基础上,借助于M ATLAB/S IMUL INK搭建了电流斩波控制方式下开关磁阻电机的非线性仿真通用模型。根据此模型,对一台六相12/10结构样机进行了仿真,仿真结果证明了该模型的有效性。该模型为分析和设计开关磁阻电机控制系统提供了一种有效的工具。     

基于ANSYS的航空电机转子振动分析

为了避免航空电机的转子在运行过程中产生共振,应用ANSYS有限元分析软件,对航空高速永磁电机转子进行模态分析,得到了电机转子的前六阶固有频率及模态振型图,了解了该电机转子的振动特性,将仿真结果和实验结果对比验证了有限元分析的可行性。同时通过对电机转子额定频率和固有频率对比可知,电机固有频率远远大于额定频率,不会产生共振,说明电机转子结构设计的合理性,对该电机的设计优化具有一定的参考价值,为同类产品的仿真分析提供参考依据。     

风机用异步起动的三相永磁同步电动机电磁设计和仿真

以风机(水泵)用高压异步起动三相永磁同步电动机TYCX400-4为研究对象,建立了基于Ansoft Maxwell 2D的有限元仿真模型。仿真分析了该电机的磁场分布、空载反电势、起动电流和额定负载下的起动时间等。并将仿真结果和试验结果进行对比,为此类电机的电磁设计提供参考。     

新型永磁磁通切换电动机的电磁性能及温度分析

设计一种新型的永磁磁通切换电机,分析其电磁性能和各部件的温度分布。首先介绍了电机的结构和工作原理,然后通过有限元软件对电机的磁链、反电势等电磁性能进行分析,最后,利用Maxwell和ANSYS Workbench软件建立该电机的多物理场稳态联合仿真模型,得到电机整体的稳态温度分布图,将仿真结果和实验结果进行了分析比较,验证了该模型的有效性。     

基于Magnet的三相开关磁阻电动机建模与仿真研究

基于Magnet仿真环境,根据电机的结构参数,建立了三相6/4极开关磁阻电动机(Switch Reluctance Motor,SRM)的系统仿真模型。通过仿真分析,得到了电机的磁场分布,静态磁链特性以及稳态运行特性;并用实际研制电机的实验结果对仿真结果进行了验证,仿真结果与实验结果接近,验证了有限元仿真分析结果的正确性。     

基于有限元分析的永磁无刷直流电机设计

当今国内外在对电机进行有限元分析时,主要观察电机的二维磁场分布,没有对电机的起动过程和稳态特性进行分析。基于有限元分析建立了永磁无刷直流电机的二维和三维有限元模型。在二维分析中,从考虑起动过程和不考虑起动过程两个方面仿真计算了电机的机械瞬态下电机特性和性能。在三维模型中,根据磁场在电机中的分布,分析了磁路和尺寸设计对电机性能的影响,从而提出了一种对电机设计的一套完整方案。最后将仿真结果与试验结果进行比较,验证了仿真的可行性和可靠性。     

电容器组驱动高速多级圆筒型直线感应电机建模及仿真

为了解决电机被电容器组供电时的场路耦合分析问题,基于电磁场理论提出了一种适用于高速多级圆筒型直线电机的场路运动耦合时步有限元分析方法,并且提出了以动子磁通变化率为控制量,在Simulink环境下建立了电机三维场路耦合数学仿真模型。用该模型分析电机的动态性能,得到了定子电压、电流、能量效率,动子的电流、速度、加速度等参数变化规律,通过上述分析得出该类型电机可以实现超高速度大质量的发射。最后,根据仿真参数设计了10级圆筒型直线感应电机并进行了实验验证,结果表明:仿真结果与实验结果基本符合,从而为该类电机控制策略的研究及具体实现提供了新的途径。     

开关磁阻电机磁-热耦合仿真分析

采用有限元法对三相18/12开关磁阻电机进行了电磁场与温度场的耦合仿真。应用Ansoft Maxwell软件建立了样机的有限元仿真模型和驱动控制电路,通过瞬态场仿真得出电磁场和铁耗、铜耗分布情况,作为热源耦合到温度场分析模块。采用ANSYS Workbench软件的耦合分析功能,计算了样机的稳态温度场及各主要部件的瞬态温度曲线,并将仿真结果与实验结果进行对比。二者结果基本一致,表明磁热耦合仿真能够准确地分析电机内部的温度分布情况,为今后开关磁阻电机的设计与优化提供了基础。     

电机机座的模态试验与仿真

介绍了对560-2P电机机座结构进行的模态试验和有限元仿真计算,并根据试验结果修正了有限元仿真参数,得到该机座试验和仿真相一致的前5阶固有频率和振型,为电机进一步的振动分析提供了依据。     

基于联合仿真的表贴式永磁游标电机性能分析

表贴式永磁游标电机内部电磁参数复杂多变,MATLAB/Simulink不能精确反映不同运行工况下电机的实际电磁性能。将交叉耦合理论应用于表贴式永磁游标电机的磁链、电感和转矩模型的研究中,分析计算了交叉耦合对表贴式永磁游标电机磁链、电感和转矩的影响。基于ANSYS Maxwell、Simplorer及MATLAB/Simulink软件建立了场路联合仿真的电机驱动控制系统模型,测试了电机的驱动性能,并与 MATLAB/Simulink 定参数仿真结果进行了对比。理论分析和仿真结果表明,因电机内部电磁状态的实时变化,采用联合仿真分析方法的计算结果具有更高的准确性。     

基于有限元分析的永磁无刷直流电动机优化设计

基于有限元分析建立了永磁无刷直流电动机的二维和三维有限元模型。在二维分析中,从考虑起动过程和不考虑起动过程两个方面仿真计算了电机的机械瞬态下电机特性和性能。在三维模型中,根据磁场在电机中的分布,分析了磁路和尺寸设计对电机性能的影响。从而提出了一种对电机优化设计的一套完整方案。最后将仿真结果与实验结果进行比较,验证了仿真的可行性和可靠性。