永磁無刷直流電機(jī)二維氣隙磁場(chǎng)半解析法研究.pdf

1、本文采用半解析法計(jì)算永磁無刷直流電機(jī)二維氣隙磁場(chǎng)。用解析法計(jì)算電機(jī)氣隙區(qū)域內(nèi)的磁場(chǎng)分布，用差分法計(jì)算槽域磁場(chǎng)。數(shù)學(xué)模型建立以后，差分方程和解析表達(dá)式整合是整體方程的關(guān)鍵。其中解析法和差分法是通過以下方式整合在一起的：從最近一次解析法的計(jì)算結(jié)果中取出槽域?qū)?yīng)邊界的磁位分布，將該邊界條件代入差分方程，計(jì)算得到整個(gè)槽域的磁位分布；然后根據(jù)差分計(jì)算結(jié)果，取出一個(gè)周期的定子表面r=R<,s>槽口的磁位分布，采用線性插值法將離散的磁位分布點(diǎn)聯(lián)結(jié)成為

2、連續(xù)的磁位函數(shù)，作為下一次解析分析新的邊界條件。整個(gè)過程經(jīng)過幾次迭代達(dá)到精度要求后，取得最后的結(jié)果。將計(jì)算結(jié)果與純有限元法用自適應(yīng)網(wǎng)格剖分技術(shù)經(jīng)過網(wǎng)格精細(xì)剖分后的計(jì)算結(jié)果比較，兩者非常吻合，充分肯定了半解析法的計(jì)算精度。 目前解析法的齒槽效應(yīng)是建立在無限深單槽模型基礎(chǔ)上的，槽電流簡(jiǎn)化成槽口面電流，與實(shí)際的情況有所出入；且齒槽效應(yīng)引入相對(duì)磁導(dǎo)函數(shù)，其中磁場(chǎng)的切向分量被湮沒。半解析法就是為進(jìn)一步地精確分析齒槽效應(yīng)對(duì)氣隙磁場(chǎng)的影響，在

3、解析法的基礎(chǔ)上引入了差分法。半解析法在電機(jī)的實(shí)際尺寸下計(jì)算槽域中的磁位分布，并能準(zhǔn)確的定量計(jì)算氣隙磁密的切向分布，提高了計(jì)算精度。在計(jì)算的過程中轉(zhuǎn)子可以靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。 應(yīng)用半解析法，轉(zhuǎn)子自由轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，準(zhǔn)確地計(jì)算電機(jī)氣隙磁場(chǎng)，并將結(jié)果用函數(shù)解析式表示，直觀地反映了電機(jī)參數(shù)與磁場(chǎng)分布的關(guān)系。為電機(jī)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、電磁轉(zhuǎn)矩乃至動(dòng)態(tài)過程計(jì)算提供了極大的方便。本文從電磁場(chǎng)基本理論出發(fā)，采用半解析法建立了比較完整的理論分析模型和計(jì)算方法，并通過