电机二维磁场有限元分析的前处理

介绍一种电机二维磁场有限元自动网格剖分方法。该方法能适用于电机多媒质和媒质交界线曲折多变的情况,特别是能满足带周期性条件的磁场区域的自动网格剖分要求。磁场区域首先划分成若干子域,子域形状允许是带凹角的曲边多边形。子域网格剖分时,通过设置子域轮廓线上的节点数和节点间距的几何级差,实现任意要求的网格疏密分布。     

变频调速异步电机场路分析中的动态网格剖分

本文针对变频调速异步电机场路计算中，动态网格剖分的困难性，通过几种常用有限元剖分方法的比较，变形和简化了前推-Delaunay网格剖分算法，根据异步电机的结构特点衍生出了一种可以适用于变频调速电机设计与分析的新的动态网格剖分算法。该算法就是把要剖分的区域划分成几个带状小区域，根据距离最短原则生成网格。并且编程实现了有限元剖分模块。该方法与经典的ANSYS软件剖分进行了比较：有效剖分节点数、单元数，以及所占用的计算机CPU时间、内存，都远远小于ANSYS软件的剖分结果。从而证明了该方法的有效性。     

有限元网格“连环法”计算机剖分

根据有限元网格各相邻单元之间相互依存的关系，提出了“连环法”网格剖分方法。该方法计算公式简单，计算工作量极小，能快简便对求解区域进行剖分并产生剖分数据。以二维电机电磁场为例，详述了该方法，并给出了剖分实例。     

一种参数化网格剖分方法及其在电机优化设计中的应用

提出了一种适用于电机优化设计的参数化网格剖分方法。该方法将所有剖分节点坐标表示为一组几何参数的线性函数,当电机的几何尺寸变化时不需要网格重新剖分,能显著减少有限元(finite element method,FEM)预处理时间,并通过自适应网格剖分方法和交换对角线技术提高网格单元质量。对电机的参数化网格剖分模型进行FEM计算,利用表面响应法对FEM计算的结果进行处理,构建电机的优化模型,再利用粒子群优化算法寻求优化模型的最优解,得到电机的最优结构参数。将该方法应用于电机优化设计的两个实例,验证了其有效性。     

永磁同步潜油电机磁场数值分析

永磁同步潜油电机磁场的场域复杂，介质种类较多，磁场饱和及磁密变化大的区域也多，这就使需要剖分的单元数增多，加大了剖分工作量，同时也不利于自动剖分和磁场的数值计算。本文在采用有限元法求解电机磁场时，针对上述问题提出了一些行之有效的处理方法，经实际运行证明简便可行。     

有限元网格“连环法”计算机剖分

根据有限元网格各相邻单元之间相互依存的关系,提出了“连环法”网格剖分方法。该方法计算公式简单,计算工作量极小,能快速简便地对求解区域进行剖分并产生剖分数据。以二维电机电磁场为例,详述了该方法,并给出了剖分实例。     

变频调速异步电机场路分析中的动态网格剖分

本文针对变频调速异步电机场路计算中 ,动态网格剖分的困难性 ,通过几种常用有限元剖分方法的比较 ,变形和简化了前推 Delaunay网格剖分算法 ,根据异步电机的结构特点衍生出了一种可以适用于变频调速电机设计与分析的新的动态网格剖分算法。该算法就是把要剖分的区域划分成几个带状小区域 ,根据距离最短原则生成网格。并且编程实现了有限元剖分模块。该方法与经典的ANSYS软件剖分进行了比较 :有效剖分节点数、单元数 ,以及所占用的计算机CPU时间、内存 ,都远远小于ANSYS软件的剖分结果。从而证明了该方法的有效性。     

任意加密和变化角度的有限元剖分算法在电励磁双凸极电机上的应用

针对电动车用双凸极永磁电机运用有限元法进行计算时对各个点磁场的特殊要求,采用改进的三角网自动生成算法,使其能对各个区域的三角形的疏密和角度变化灵活的进行控制。通过剖分实例显示,该方法能生成高质量的网格,适应能力强,它已成功的应用于车用外转子双凸极永磁电机的有限元计算,并取得了良好的效果。     

2DFE—通用二维磁场有限元分析计算软件包

1 前言本文所介绍的是通用二维稳态磁场有限元分析计算软件包,简称2DFE。对于一个给定的求解区域,有限元法计算的精度主要取决于网格单元的数目,也与网格单元的几何形状及疏密分布的合理性有关。为得到令人满意的计算精度,对求解区域必须剖分足够多的网格单元,这一点对于几何结构简单的求解对象是容易做到的,而象电机等几何结构错综复杂的求解对象,计算前的网格剖分和数据处理的工作量往往很大,需借助计算机自动进行。2DFE较好解决这个问题。 2DFE适用于各类电机、电器和电磁装置的稳定磁场的分析计算。它既是设计和优化上述各类新产品的有力工具,又是改进和评估老产品的实用工具。 2DFE主要由三个程序库组成:①网格自动     

任意加密和变化角度的有限元剖分算法在外转子双凸极永磁电机上的应用

针对电动车用双凸极永磁电机运用有限元法进行计算时对各个点的磁场的特殊要求,采用改进的三角网自动生成算法,使其能对各个区域的三角形的疏密和角度变化灵活的进行控制。通过剖分实例显示,该方法能生成高质量的网格,适应能力强,它已成功的应用于车用外转子双凸极永磁电机的有限元计算,并取得了良好的效果。     

改进的Delaunay剖分在电励磁双凸极电机上的应用

针对电动车用电励磁双凸极电机运用有限元法进行计算时对各个点的磁场的特殊要求,基于Delaunay算法,采用改进的三角网自动生成算法,使其能对各个区域的三角形的疏密和角度变化灵活的进行控制。通过剖分实例显示,该方法能生成高质量的网格,适应能力强,已成功地应用于车用外转子电励磁双凸极电机的有限元计算,并取得了良好的效果。     

电机电磁场的有限公式计算技术

有限公式方法是一种新型的基于全局变量的电磁场数值计算方法,该文针对工程中电机几何结构复杂的特点,研究了运用有限公式法计算电机内电磁场时的若干技术问题。提出了一个新的当网格单元形状为不规则三角形时的计算格式,避免了对大型矩阵的求逆运算。首次将全局变量中的源变量定义在原剖分网格上,将全局变量中的形态变量定义在映射剖分网格上,提高了在区域边界不规则的情况下多介质区域中磁场计算精度,和编程效率。该文还首次系统地介绍了有限公式方法中边界条件的处理方法,丰富完善了有限公式方法的理论体系。通过对一台实际电机的电磁场分步以及电气参数计算,并与有限元等方法的计算结果进行对比,验证了方法的可行性与正确性。     

新型永磁复合电机研究

永磁无刷电机内嵌到同心式磁性齿轮中,形成新型永磁复合电机。电机为内定子外转子结构,外转子输出低速大转矩,适合直接驱动。采用数值解析结合法计算复合电机磁场,电机三层气隙区域无网格剖分,内外转子可自由转动,方便感应电动势计算。电动势计算波形和实验波形比较,取得很好的一致。     

基于子域分析模型的实心转子感应电机磁场解析

子域分析技术作为一种简捷高效的磁场解析方法,已在电机恒定磁场解析领域获得广泛应用.该文以实心转子感应电机为例,将子域分析技术拓展到电机磁准静态场解析领域.在二维极坐标平面内,将实心转子感应电机求解区域划分为定子槽子域、气隙子域和实心转子子域,从而在复频域建立考虑定子开槽影响的实心转子感应电机精确子域解析模型.该解析模型着重求解实心转子子域的偏微分方程,根据运行方式的不同,分别给出同步运行和异步运行两种工况下的解析表达式.在解析计算结果的基础上,根据磁链法计算实心转子感应电机的运算电感.最后,通过二维时谐有限元分析验证了解析模型的准确性.     

脉振磁场永磁低速同步电动机的磁场数值分析

研究脉振磁场永磁低速同步电动机、由于该电机结构特殊，分析电机电磁场时，不但加大了剖分工作量，而且不利于自动剖分和磁场的数值计算。针对上述问题本文提出的处理方法，在ＶｉｓｕａｌＣ＾＋＋平台下实现电机电磁场有限元求解，经实际运用证明简单可靠。     

电机电磁场有限元仿真网格生成方法研究

为了完善上海电器科学研究院电机工业互联网云平台的电机协同设计功能,开发了一款基于有限元法的二维电磁场仿真软件,实现了电机电磁场的仿真计算。在软件前处理的网格生成环节,采用了三角形网格剖分,通过对已有网格算法的总结和研究,提出了一种适用于电机电磁场仿真的二维网格生成方法,具有网格剖分适应性强和计算速度快的特点。介绍的电机电磁场计算的网格剖分方法,已应用于“电机协同设计电磁场有限元仿真软件EMFTest V1.0”的软件开发中,验证了网格生成方法的可行性。     

基于精确子域模型的永磁直线同步电机空载磁场解析计算

准确计算永磁直线同步电机(PMLSM)磁场分布是得到电机参数及性能的前提,而建立精确的数学模型则是求解电机磁场问题的关键。鉴于PMLSM传统解析理论在齿槽效应对气隙磁场影响的求解上存在局限性,提出PMLSM精确子域模型以得到精确磁场分布。计及永磁体相对磁导率、电机槽深、所有槽与槽之间对磁场分布的相互影响,采用标量磁位分别建立PMLSM永磁体、气隙、槽子域拉普拉斯方程。根据各子域交界面边界条件,基于傅里叶级数法,列出所有边界条件方程组,并建立端部等效模型,求解得到各子域标量磁位和空载磁通密度分布,进而探讨各个齿槽、端部区域对气隙磁场空间分布的影响。有限元结果证明了所用解析方法的准确性。     

表面埋入式永磁电机磁场解析

准确计算永磁电机的气隙磁场分布是设计、优化电磁性能的关键。该文在二维极坐标平面内建立表面埋入式永磁电机的精确子域解析模型,求解区域划分为定子槽子域、气隙子域和转子槽子域,根据分离变量法求解各子域的矢量磁位通解,并利用各子域之间的边界条件得出相关谐波系数。模型考虑了普通/交替极转子结构,永磁体径向/平行充磁方式,隔齿绕/全齿绕两种形式的分数槽集中绕组,可计算电机空载磁场、电枢磁场和负载磁场分布。以一台40极48槽交替极转子结构永磁电机为例,将气隙磁密波形的解析计算结果与二维有限元结果相比较,验证了解析模型的准确性。     

基于模型变换的混合式步进电机静态特性仿真分析方法

混合式步进电动机磁场分布主要有3个特点:内部径向磁场和轴向磁场并存,磁路呈三维分布;磁路局部饱和现象严重,导致电机特性呈现非线性特性;气隙以及邻近部位磁场变化剧烈。采用有限元算法进行计算时,需要建立电机的三维模型,剖分网格要足够精细,尤其是电机气隙以及齿层部位的剖分网格须特别精细,导致电机模型的剖分文件过大,容易发生计算机内存溢出,也延长了计算时间。因此,常规的三维有限元计算方法对混合式步进电动机不甚适用。另一方面,气隙比磁导法和齿槽比磁导法等基于磁路计算的工程方法运算速度快,但精度偏低,尤其是在磁路发生严重饱和的情况下。因此,有必要在保证计算精度的前提下,采用必要的简化措施对混合式步进电动机进行分析。该文以一台两相混合式步进电机为例,提出通过模型等效变换的方法来获得二维等效模型,通过二维有限元软件对其静态特性进行计算,并将计算结果进行后处理(即模型反变换),实现原电机的性能仿真。仿真结果与实测结果基本一致,证明了基于模型变换的仿真分析方法的可行性与准确性。     

有限元网格自动剖分

提出了一种比较新颖的网格剖分方法 ,它是传统网格初分方法的改进 ,强调初分网格要将子区域划分为凸区域 ,使剖分简单且更可靠。文中还提出网格布点的新方法 ,可实现子区域内及区域边界灵活细分。并用此软件剖分高压电缆终端等结构 ,获得很好的效果