一、電機設計的基本流程：
電機設計涉及到電、磁、力、熱等多學科，在整個電機設計過程中電磁設計、結(jié)構(gòu)分析和通風散熱分析是最重要的三部分。除此之外，需要對電機做相應的震動、噪聲和疲勞分析等。
二、電磁設計與分析
電機設計中有一種通俗的說法叫“三分電七分機械”，但是電機設計的核心卻是這“三分電”。電機設計的首要任務就是根據(jù)電機性能指標和運行條件計算得到相應的電磁方案。一直以來電磁方案的設計都是以磁路法為主，由于電磁場問題是一個典型的非線性問題，磁路法通常很難滿足電機設計的精度，隨著計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展，工程師開始使用電磁場有限元分析技術(shù)來校核磁路設計的方案。并進一步形成以電磁場有限元分析技術(shù)主導的電機設計和分析新方法。電機電磁有限元分析通常包括以下幾部分：
1. 電機模型建立
電機有限元模型
電機模型部分主要包括參與電磁傳導的材料、例如沖片、磁鋼、漆包線以及導條等。幾何模型的建立可以通過cad圖紙的導入或者參數(shù)化建模功能實現(xiàn)。
2.材料的賦值與邊界條件的添加
材料賦值包括沖片的磁化曲線、鐵耗曲線、磁鋼的退磁曲線或者矯頑力剩磁、漆包線以及導條端環(huán)材料的電導率等。另外需要根據(jù)實際電機的特點設計槽楔、護套以及轉(zhuǎn)軸等部件的電磁參數(shù)。
沖片磁化曲線
邊界條件主要用于劃定有限元求解的區(qū)域或者標定有限元求解區(qū)域的對稱性等特殊設定，以減小求解時間。
主從邊界條件示例
3.激勵源的添加
電機仿真中的激勵源主要有繞組電壓激勵源，電流激勵源等選項。需要根據(jù)實際仿真的工況加以選擇。在增加激勵源之前需要根據(jù)實際的繞組分布以及線圈參數(shù)對繞組進行設定。
電流激勵源
電壓激勵源
4.模型剖分
剖分網(wǎng)格
5.結(jié)果后處理
轉(zhuǎn)矩曲線示意
三相電流曲線
鐵耗曲線
磁密分布云圖
磁力線分布云圖 |
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