基于場路耦合時空有限元的永磁電機瞬態(tài)特性研究.pdf

1、由于永磁電機結(jié)構(gòu)簡單、體積小、質(zhì)量輕、損耗小、效率高、形狀尺寸可以靈活多樣等顯著優(yōu)點，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、航空航天、國防和日常生活中得到廣泛應用。因此為了滿足永磁電機高的性能要求，需要對永磁電機進行更加準確的計算分析，有必要建立一套更加適合永磁電機數(shù)值計算的計算方法。本文在完善時空有限元法的理論基礎和應用技術下，并結(jié)合場路耦合法對永磁電機的瞬態(tài)過程進行研究，該方法對永磁電機瞬態(tài)過程的數(shù)值仿真計算研究有重要的意義，主要進行的工作有： 在

2、時空有限元法的應用研究方面，討論了時空有限元法應用中的媒質(zhì)非線性問題、媒質(zhì)相對運動問題。針對時空有限元法在電磁場領域的實際應用，提出了計及媒質(zhì)非線性時空有限元方法，和時空有限元法考慮媒質(zhì)運動的處理辦法。本文針對永磁電機提出利用時空有限元法處理其定子、轉(zhuǎn)子區(qū)域的方法，即對定子、轉(zhuǎn)子采用兩種坐標系，并用邊界周期條件處理定子、轉(zhuǎn)子接口，充分考慮磁場的周期性，建立計及電機周期數(shù)的旋轉(zhuǎn)電機氣隙磁場解析表達式。從而對時空有限元法的工程應用進行了較深

3、入的討論。 針對瞬變電磁場，提出了以矢量磁位A為變量的計及各類邊界條件的含渦流效應方法，建立瞬態(tài)電磁場的基本模型，以及瞬態(tài)電磁場的場路耦合離散模型，并進行了時空有限元單元分析，推導了相應的瞬態(tài)電磁場的離散計算方法。 根據(jù)三維實體模型建立永磁電機的二維結(jié)構(gòu)仿真模型，再根據(jù)建立的場路耦合時空有限元離散計算方法，在永磁電機的二維結(jié)構(gòu)仿真模型上建立外加電路模型。將永磁電機的二維結(jié)構(gòu)模型和電路模型進行場路耦合，進行永磁電機的二維電