航天電機(jī)內(nèi)部多場耦合問題數(shù)值計算模型研究.pdf

1、近年來，隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、新型電機(jī)控制理論和稀土永磁材料的快速發(fā)展，永磁電機(jī)在國防、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活等方面獲得越來越廣泛的應(yīng)用。永磁電機(jī)具有體積小、效率高等優(yōu)點，因此，現(xiàn)代航天電機(jī)越來越多地采用永磁電機(jī)。電機(jī)的運行是一個非常復(fù)雜的物理過程，涉及到電磁場、溫度場、流體場、應(yīng)力場等物理場。通過準(zhǔn)確的仿真計算分析，便于我們準(zhǔn)確掌握電機(jī)內(nèi)電磁場和溫度分布情況，及時改變電機(jī)設(shè)計參數(shù)，進(jìn)而對優(yōu)化永磁電機(jī)設(shè)計方案，減少設(shè)計成本，提高電

2、機(jī)運行效率具有重要意義。
　　在分析國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)上，本文采用間接耦合法，即通過將第一次場分析的結(jié)果作為第二次場分析的載荷來實現(xiàn)兩種場的耦合，進(jìn)行了以下工作：
　　首先根據(jù)傳統(tǒng)計算電機(jī)損耗的方法，針對一款航天電機(jī)計算了其損耗，同時提出如何利用電磁場分析軟件Ansoft maxwell快速計算電機(jī)損耗，通過比較，可以知道傳統(tǒng)計算誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于Ansoft maxwell計算結(jié)果。
　　其次介紹了溫度場基礎(chǔ)理

3、論，提出電機(jī)繞組和定子鐵心導(dǎo)熱系數(shù)的等效處理方法，通過有限元分析軟件ANSYS workbench合理網(wǎng)格劃分及確定邊界條件，確定散熱系數(shù)等，計算電機(jī)溫度場，得出電機(jī)定子鐵心、繞組、永磁體等各部分溫度分布，為電機(jī)最熱部分的優(yōu)化設(shè)計及繞組等絕緣材料的耐熱等級的選取提供了依據(jù)。
　　然后分析計算了永磁電機(jī)的永磁體與護(hù)套間的配合在高溫、高速下會發(fā)生應(yīng)力變形，需要準(zhǔn)確計算過盈量，通過理論分析和實際計算，為電機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計與裝配提供了理論