电机方案的设计与仿真
一、电机设计的基本流程:
电机设计涉及到电、磁、力、热等多学科,在整个电机设计历程中电磁设计、结构剖析和透风散热剖析是最主要的三部门。除此之外,需要对电机做响应的震惊、噪声和疲劳剖析等。
二、电磁设计与剖析
电机设计中有一种通俗的说法叫“三分电七分机械”,可是电机设计的焦点却是这“三分电”。电机设计的主要使命就是凭证电机性能指标和运行条件盘算获得响应的电磁方案。一直以来电磁方案的设计都是以磁路法为主,由于电磁chang问题是一个典型的非线性问题,磁路法通:苣阎愕缁杓频木,随着盘算机手艺的裧ai蜕,工程师开shi使用电磁chang有限元剖析手艺来:舜怕飞杓频姆桨。并进一步形成以电磁chang有限元剖析手艺主导的电机设计和剖析新要领。电机电磁有限元剖析通常包罗以下几部门:
1. 电机模子建设
电机有限元模子
电机模子部门主要包罗加入电磁传导的质料、例如冲片、磁钢、漆包线以及导条等。几何模子的建设可以通过cad图纸的导入或者参数化建模功效实现。
2.质料的赋值与界线条件的添加
质料赋值包罗冲片的磁化曲线、铁耗曲线、磁钢的退磁曲线或者矫顽力剩磁、漆包线以及导条端环质料的电导率等。另外需要凭证现实电机的特点设计槽楔、护套以及转轴等部件的电磁参数。
冲片磁化曲线
界线条件主要用于划定有限元求解的区域或者标定有限元求解区域的对称性等特殊设定,以减小求解时间。
主从界线条件示例
3.激励源的添加
电机仿真中的激励源主要有绕组电压激励源,电流激励源等选项。需要凭证现实仿真的工况加以选择。在zeng加激励源之前需要凭证现实的绕组漫衍以及线圈参数对绕组举行设定。
电流激励源
电压激励源
4.模子剖分
剖分网格
5.效果后处置赏罚
转矩曲线示意
三相电流曲线
铁耗曲线
磁密漫衍云图
磁力线漫衍云图
点击会见 《92KW驱动电机电磁设计仿真详细陈诉》
三、电机方案设计及培训的规模
1.单相/三相/感应电念头设计剖析(鼠笼式和绕线式)
2.永磁无刷直流电机设计与剖析(方波控制,PWM调速)
3.变频永磁同步电机设计与剖析(Id=0/最大转矩电流比/FOC)
4.自起动永磁同步电念头设计剖析
5.直流有刷电机设计剖析(绕线式,永磁式)
6.电励磁同步电动(发电)机设计剖析(凸极式,隐极式)
7.同步电机励磁机设计剖析
8.双馈发电机(电念头)设计剖析
9.开关磁阻电机设计剖析
四 电机热剖析案例
问题形貌
如图所示,对电机举行热剖析,模子如下图所示。
解决思绪
输入条件
定子上测温点
剖析效果
温度漫衍
通过有限元剖析法对额定工况下运行的电机内部温度chang举行仿真和剖析,从而获得电机内部的稳态温升qing况,:说缁绱派杓品桨傅暮侠硇。
潜油永磁同步电机内部为密闭结构,电机内充满了矿物润滑油。电机内部各部门消耗转化的热量主要通过热传导方式传到机壳外貌,井液在机壳外貌与套管之间流动,机壳
与井液以对流方式举行换热。
图1-1 气隙油浴等效导热系数求解模子
图1-2 气隙油浴的速率矢量
当初shi井底温度为100℃,即373.15K,电机额定工况温度chang漫衍如图1-3。
(a)电机轴向截面温度chang漫衍(X:Y:Z=17:17:1)
(b)电机差异轴向位置上径向截面温度chang漫衍
图1-3 电机内部温度chang漫衍图
仿真效果可以看出,最高温度泛起在电机扶正轴承处为444K,定子绕组内部温度最高温度高为387K,温升为14-15K。
点击会见《92KW驱动电机电磁设计仿真详细陈诉》