异步电机时步有限元模型在ANSYS中的实施

提出一种异步电机场路耦合二维时步有限元方法,其铁心饱和以及集肤效应直接在场中计及。电路方程用于描述定子绕组连接及转子导条和端环连接,电压源可以是任意电压波形。端环等三维端部效应可通过传统方法加以考虑。使用耦合与约束方程处理转子转动时,不须重新对转子进行刨分。试验结果证明了该方法的有效性。     

基于场路耦合时步有限元法的永磁同步发电机设计

首先根据传统方法设计了一台永磁同步发电机,然后通过对其等效磁路的分析进行空载气隙磁密和漏磁系数的解析计算,最后再利用场路耦合时步有限元法对所设计电机分别进行空载和额定负载时瞬态磁场的分析和空载时气隙磁密及漏磁系数计算值的验证.结果表明,所设计电机磁场分布合理,各项指标均达到设计要求,且气隙磁密及空载漏磁系数的解析值和有限元计算值也吻合得较好,证明了分析和设计的有效性.     

异步电机电磁场计算的有限元模型综述

在电机电磁场的计算中,有限元法已得到广泛的应用,并日益成为电机研究者一种非常有用的工具。这种数值计算技术使得计算者能够研究那些由解析法难以解决的问题。本文综述了有限元法在分析异步电机性能方面的应用,并论述了各种模型的适用范围和优缺点。     

异步电机时步法有限元软件的研制

介绍了异步电机时步法有限元软件的研制。采用在异步电机数字模型中把电磁场方程、电路方程、转矩方程耦合在一起并用时步法求解的方法,可直接计算出电机的电流和转矩等的波形,计算结果中包含了高次谐波等复杂因素的影响。     

求解时步有限元系统方程的改进非线性算法

针对在利用向后欧拉法求解时步有限元系统方程的非线性迭代中存在的数值误差使有限元后处理物理量的结果中出现很大噪声尖峰的问题,提出了一种能控制离散变量数值误差和后处理物理量噪声尖峰的改进算法.首先对电磁设备瞬态运行时步有限元系统方程的矩阵形式进行变形处理,推导了系统方程的新系数矩阵和非线性迭代的递归公式,以及非线性迭代误差估计的计算公式.然后,将改进的算法用于仿真计算一台感应电动机瞬态运行的反电动势和涡流损耗,对两种算法计算结果的对比分析,显示改进算法能显著地消除反电动势和涡流损耗中的噪声尖峰信号.     

异步电机高频杂耗的自适应时步法有限元计算

异步电机杂散损耗的准确计算是一个十分困难的问题。本文论述了对非斜槽异步电机高次谐波杂散损耗的计算方法。文中采用的数学模型把电磁场有限元方程与电路方程耦合在一起,当输入电压波形给定后,电机中的之流和磁密波形可通过时步法直接求得。根据计算所得的高次谐波电磁场,就可进一步计算出高次谐波杂散损耗。计算结果通过样机试验得到验证。在计算中采用了自适应时间步长的方法,并首次提出了一种估计局部截断误差简单实用的方法。     

鼠笼异步电机起动性能的时步有限元计算

时步有限元方法是计算鼠笼异步电机暂态起动特性的一种有效方法，本文针对当前该方法在工程应用中存在的问题展开了研究。在转子转动的处理方面，通过对现有方法进行改进，得到了一种新的处理有限元运动问题的方法——边界耦合法，解决了现有方法存在的效率低、通用性不强和时闻步长不确定等问题。本文还讨论了转子电路方程的建立和电磁转矩计算等方面的问题。     

基于场路耦合法的异步牵引电机电磁场分析

随着我国高速铁路的快速发展,对异步牵引电机的运行性能提出了越来越高的要求.为进一步优化异步牵引电机的性能,需要准确计算电机电磁场的分布和特性.采用场路耦合法,在忽略定转子端部对电磁场分布影响的前提下,建立了异步牵引电机电磁场分析的场路耦合模型.基于所建模型,利用Ansys软件对一台3相4极异步牵引电机进行二维电磁场仿真计算,得到电机在不同运行状态的磁力线分布和定子电流.仿真结果与电机的设计数据有很好的一致性,证明所建场路耦合模型的正确性,为异步牵引电机的优化设计提供了理论指导.     

基于多物理场耦合计算分析的多相异步电机设计平台

传统的电机设计方法主要是通过经验公式进行估算,此方法有一定的局限性。本文基于多物理场耦合计算,搭建了电机虚拟设计平台—Motor-Mulphy,其中包括电磁—流体—温度场耦合计算分析模块、电磁—应力场耦合计算分析模块等。通过各模块的仿真计算,得到所设计结构的温升及应变结果,生成设计报告,为用户进行电机设计提供参考依据。     

永磁电机分析的场路耦合时步有限元法

在建立了永磁同步电机的完整场路耦合模型的基础上,采用时步有限元的方法来分析永磁同步电机。运用气隙边界运动法来模拟转子的运动,再结合转子的机械运动方程,从而可求得永磁同步电机的暂态过程和运行特性,给出了计算和求解的过程。通过对一台永磁同步电机的有限元仿真,验证了模型的合理性,为永磁同步电机的分析和优化设计提供了借鉴。     

无刷双馈电机时步有限元分析

为准确计算无刷双馈电机的暂态或稳态特性及其相应的磁场分布,提出一种场路耦合运动问题的二维时步有限元方法。其特点是：铁心饱和以及转子导条集肤效应可以直接在场的计算过程中加以考虑;采用的电路方程可以方便地处理无刷双馈电机定子绕组和转子端环的各种特殊连接方式,电压源可以是任意电压波型;三维端部效应可以通过传统的方法在电路参数中加以修正;采用耦合与约束方程来处理转子转动问题,而无须不断地对转子重新进行刨分。通过一台样机的算例和实验结果对比,表明所提出的方法是可行的。     

混合式步进电动机磁场计算

用有限元方法，计算出五相混合式进电动机齿层部分磁场参数；用场路结合的方法，给出了该种电机的磁网络模型，分析电机齿形尺寸，永磁体尺寸以及转子铁芯长度对电机转矩的影响，计算结果与实测值较吻合，表明该分析方法有效。     

一种计算笼型异步电机稳态特性的有限元模型

提出一种计算笼形异步电机稳态特性的有限元模型.模型通过在气隙中设立人工边界,把电机场域分为定子和转子两部分.在转子侧采用叠加原理考虑各次空间谐波磁场的作用,利用气隙边界把定子场模型和各次谐波转子场模型耦合在一起.文中对一台电机进行计算,计算结果与实测值比较吻合.     

将普通交流异步电动机用作低速大转矩步进电机

利用变频器和PLC可编程控制器进行控制，可以将普通交流异步电动机用作低速大转矩步进电机，文章介绍了这种步进电机系统的工作原理、系统构成和调试方法。实践证明，用这种控制方法可以完成异步电动机的步进运动。     

斜槽异步电机起动过程的时步法有限元计算

异步电机的起动电澈 直民动转矩很难准确计算，动态转矩的试验实测也需复杂的测试装置。     

将普通交流异步电动机用作低速大转矩步进电机

利用变频器和PLC可编程控制器进行控制,可以将普通交流异步电动机用作低速大转矩步进电机,文章介绍了这种步进电机系统的工作原理、系统构成和调试方法.实践证明,用这种控制方法可以完成异步电动机的步进运动.     

笼型异步电动机径向电磁力波的有限元计算

建立笼型异步电动机的场路耦合时步有限元模型,通过定子相电流仿真波形和实测波形的谐波比较验证有效性。基于该模型计算气隙磁通密度,进而利用经典的Maxwell应力张量法计算径向电磁力。气隙磁通密度和径向电磁力均随空间和时间变化,利用二维傅里叶分析分别求解它们的谐波;并探讨齿槽和转差率对磁通密度和径向电磁力的影响,以及磁通密度波和径向电磁力波之间的关系。将径向电磁力波和实测电磁噪声频谱进行了分析和对比,结果表明径向电磁力波的计算是合理有效的。利用本文方法计算的径向电磁力及其谐波可应用于在设计阶段对电磁噪声的分析。     

用ANSYS耦合法对带整流负载的发电机进行电磁分析

在用ANSYS软件对带整流负载的三相同步发电机系统进行电磁分析时,涉及到非线性求解、端部效应和齿槽效应等多方面的问题。先以直接耦合建模的方式作一次计算,获得电机电路数据及电机磁场分布;后以顺序耦合的方式计算电机转子铁心损耗,期间充分考虑了齿槽效应。