基于ANSYS的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)電磁場(chǎng)數(shù)值模擬與分析.pdf

1、開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)(SRM)因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、調(diào)速范圍廣等突出特點(diǎn)而廣受企業(yè)和研究人員的關(guān)注，但轉(zhuǎn)矩波動(dòng)和噪聲也是其兩大不可忽視的缺點(diǎn)。為了提高開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的性能，拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域，轉(zhuǎn)矩波動(dòng)抑止研究和控制參數(shù)優(yōu)化成為開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)深入研究的熱點(diǎn)，而電磁特性的精確計(jì)算則是其中的重要基礎(chǔ)。開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的特殊結(jié)構(gòu)以及電磁材料的非線(xiàn)性導(dǎo)致其內(nèi)部電磁場(chǎng)是高度非線(xiàn)性變化的，加之磁場(chǎng)復(fù)雜的邊界條件，選擇合適的計(jì)算模型和方法尤為重要，而有限元法(FEM)無(wú)

2、疑是一種有效的手段，為此采用ANSYS軟件對(duì)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)電磁場(chǎng)進(jìn)行有限元計(jì)算。
　　根據(jù)樣機(jī)提供的基本數(shù)據(jù)，再通過(guò)電機(jī)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)公式可以計(jì)算出開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的具體結(jié)構(gòu)參數(shù)，這些參數(shù)為構(gòu)建有限元模型提供幾何數(shù)據(jù)。通過(guò)ANSYS有限元求解和后處理得到的各磁場(chǎng)參數(shù)分布云圖，可以得出開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的電磁場(chǎng)分布規(guī)律是非線(xiàn)性的，各磁場(chǎng)參數(shù)的具體值不僅與繞組電流有關(guān)，還隨著轉(zhuǎn)子的位移角變化而變化。
　　開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)靜態(tài)特性的計(jì)算基礎(chǔ)是磁化曲線(xiàn)（

3、Ψ-i-θ曲線(xiàn)）。基于電磁場(chǎng)的基本理論和方程，利用ANSYS內(nèi)部的宏命令可以計(jì)算不同電流密度載荷以及不同轉(zhuǎn)子位移角時(shí)的磁鏈，得到磁化曲線(xiàn)。通過(guò)對(duì)磁化曲線(xiàn)的分析可以得出開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的磁鏈?zhǔn)请S電流和轉(zhuǎn)子位移角而非線(xiàn)性變化，并且變化趨勢(shì)還受到磁路飽和效應(yīng)的影響。通過(guò)對(duì)在磁化曲線(xiàn)基礎(chǔ)上得出的轉(zhuǎn)矩特性分析可知，開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)矩在初始位置達(dá)到了最大，開(kāi)通角提前開(kāi)啟可以使開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到最大的電磁轉(zhuǎn)矩;轉(zhuǎn)矩波動(dòng)與電流的大小有關(guān)，電流越