基于場路耦合時步有限元法的感應(yīng)電機瞬態(tài)分析.pdf

1、　　電機的電磁與機械運動瞬態(tài)過程是相當(dāng)復(fù)雜的，轉(zhuǎn)子運動瞬態(tài)渦流場電磁耦合問題涉及鐵磁材料非線性特性、齒槽效應(yīng)、渦流集膚效應(yīng)和電流諧波等各種因素，準確計算難度大，因此成為國內(nèi)外工程電磁場研究領(lǐng)域關(guān)心的難點問題。傳統(tǒng)基于電路的計算方法過多依賴于電路參數(shù)，精確性不夠高；隨有限元法廣泛應(yīng)用于電工領(lǐng)域，應(yīng)用時步有限元法計算電機瞬態(tài)過程在計算精度方面具有絕對的優(yōu)勢。本文在系統(tǒng)總結(jié)現(xiàn)在文獻的基礎(chǔ)上，針對課題相關(guān)的理論和數(shù)值算法進行了深入的研究。

2、r>　　首先，著重論述了場路耦合時步有限元瞬態(tài)分析問題的四個關(guān)鍵點，分別是運動渦流場坐標選取問題、轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)引起的網(wǎng)格滑動協(xié)調(diào)算法、電機場路耦合方程的建立以及與轉(zhuǎn)子運動方程的耦合求解方法等。定轉(zhuǎn)子分別采用不同的坐標系，只是通過氣隙中心線利用插值運動邊界法進行耦合連接，建立合適的場路耦合方程實現(xiàn)對電壓的加載并間接耦合轉(zhuǎn)子運動方程是現(xiàn)今較為實際有效的方法。
　　接著本文以一給定感應(yīng)電機為例建立了其二維場路耦合模型，詳細介紹了建模過程，

3、對電機進行了加載額定電壓的時諧場計算，得到了合乎實際情況的結(jié)果并作了分析，驗證了場路耦合模型的正確性。在此基礎(chǔ)上簡化模型采用場路耦合時步有限元法進行了電機從空載起動到穩(wěn)定過程的瞬態(tài)仿真，求取了磁通密度分布及電密分布圖，定轉(zhuǎn)子電流、電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時間變化曲線。分析說明了電機在瞬態(tài)起動過程中的各種現(xiàn)象，并將其與非正弦供電情況下電機起動到穩(wěn)定過程進行了分析對比，闡述了電源諧波對電機產(chǎn)生的影響。針對實際問題，從而能有效利用逆變器供電帶來的控制