直線感應電機電磁場數(shù)值計算及其仿真運行.pdf

1、直線感應電機能夠?qū)㈦娔苤苯愚D(zhuǎn)換成直線運動機械能，具有結構簡單、可靠性高、控制精度高等特點，在需要直線運動的場合具有廣泛的應用前景，因此對直線感應電機開展深入的研究是十分必要的。盡管直線感應電機和旋轉(zhuǎn)感應電機具有相似的工作原理，但是由于氣隙較大、端部開斷等特點使其性能與傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)感應電機有很大的差異。本文在詳細闡述電磁場數(shù)值計算方法的基礎上對直線感應電機的電磁特性進行了有針對性的研究。
　　 首先，基于Maxwell方程組和介質(zhì)的

2、結構方程本文推導了二維正弦電磁場矢量磁位滿足的渦流方程，將電磁場的求解歸結為矢量磁位偏微分方程的求解。根據(jù)變分原理，推導了與渦流方程邊值問題等價的條件變分問題，并對變分問題的離散格式進行了推導，對系數(shù)矩陣的整體合成和邊界條件處理方式進行了說明，最終將問題轉(zhuǎn)化為-復線性方程組的求解。
　　 其次，在二維正弦電磁場分析的基礎上，給出了以初級端電壓為約束條件，通過對初級電流進行迭代計算起動電流的方法以及基于虛功原理計算電磁力的方法。通

3、過和仿真值的比較，表明這種計算直線感應電機起動性能的方法具有較高的精度。根據(jù)上述方法，分析了氣隙大小、電源頻率、次級材料以及次級厚度對直線感應電機起動性能的影響。
　　 再次，介紹了二維電磁場瞬態(tài)分析理論，并利用軟件Ansoft/Maxwell2D的瞬態(tài)模塊對-設計的磁發(fā)射用雙邊直線感應電機進行了瞬態(tài)仿真，研究了運動速度對相關物理場的影響、空載運行性能、負載運行性能以及不同的供電方式對分段直線感應電機運行性能的影響。通過仿真可以

4、對所設計電機的動態(tài)性能進行預估，并根據(jù)仿真結果對設計的電機作進一步的修改，從而避免了設計-試制-修正這種繁瑣的電機設計程序。
　　 最后，針對有限元法最終離散得到的大型稀疏復矩陣，提出了利用正交鏈表來實現(xiàn)系數(shù)矩陣的非零元素存儲，并對大型稀疏復線性方程組的求解方法進行了研究，指出將復線性方程組轉(zhuǎn)化為實線性方程組來求解雖然理論上可行但是會帶來存儲增加以及計算量過大的問題。將穩(wěn)定雙共軛梯度法（BiCGStab）算法引入復線性方程組的求