用有限元法预测电抗分为两步第一步在场域内^——每相的匝常规FA是一种E恒源方法因此对于大多数商业FA解算机来说,E

　　同步电机现代设计方法摘要一般来说，传统的电机设计策略依赖于集引言、rMDZ定关键设计参数代数值场分析方法如有限元法就可以用来设计及计算电机参数和特性这个过程是很麻烦的电机设计者来说．必须先“处理有关定转子叠片的几何信息。本文介绍了世界大的同步电机制造厂，新时代国际有限公司开发的设计方洁。该设计方法在韧步设计阶段采用了现代电子表格软件内部有限元接口联接，从而对于设计者来说一些复杂限元步骤，如网格的生成及源数据和边明的”。这些过程的简化使设计参数可以快速调整，从而使设计者可专心考虑设计的其他方面虽然有了现代数值场解法，目前仍通过采用集中参数法确定几何设计变量来设计电机。考虑其简单特点，随着时间的发展，这种方法已被“精确化出更清晰的电机表述。有经验的设计工程师可利用这些方法进行准确的性能预测，尤其对于较大尺寸的电机来说。较小电机由于铁心饱和及阻尼条效出现误差目前在各种应用领域对发电机的需求，如CHP应急备用系统、游乐机车及舰船的电源等，要求同样的设计策略必须函盖较宽的电机容量范围。因此．至少对于较小尺寸的电机来说，由于需增加原型样机管电机额定容量是多少，都可用来进行精确的性能预测。因此许多通用FEA软件包，如矢量场，MAGNETANsYs应运而生，并且都已商业化。然而，九游会官网 J9平台由于初设变量可能存在大量的组合，FEA很少能直接用于设计阶段。因此目前实际设计时要先产生一个初步设计，然后再利用FEA得到有关场分布的详细信息。但这个方案的一个主要缺点是设计者必须花相间去学习FEA软件。而且不管对加工尺寸有任何修改，也不管这种修改是多么小，都必须反复地输入数据重新计算。现代电子表格软件以直接完成设计方程和方案优化，而无需实际的编程背景本文介绍了Windows环境下的内部FEA软件包，它可以和嵌入EXCEL的电机设计相接口。该接入使设计者能够无间断地从初步设计阶段过渡到具体FEA阶段。同时它还可的用户输入信息，自动地进行关键性能的计算，如开路和短路特性等。电机设计方法必须准确而快速。虽然这两个要求有冲突，但使用协调等效电路网络就可得到很好的折衷。按传统设计方法，电机的额定容量如下：电机长度。这样可使电机的尺寸适合理想的体积要求集中参数分析，配以饱和系数和气隙系数，就可用来按基本尺寸来建立更详细的结构，如槽数示出了从诸如在EXCEL工作薄中编写的设计程序输出的结果。该设计软件还可估算出空载开路电压所需的安匝数、次瞬态、瞬态及稳态电抗，这些量决定着发电机适应负载变化的能力，断路器的切断能力，井可确定发电机的损耗。只要改变电子表格相应单元中的数值，就可修改尺寸．影响性能。这种信息虽然有用，但如果不借助于样机，将难以验证FEA，来证实或预测结果维普资讯步电机现代设计方e4f3BO3O4O．B5O400Lt~98．5alia0．007tTr／Tp典型设计电子表格的一部分有限元分析被证明是最有效的电机非线性数值分析手段FEA的灵活性和准确度使其成为完成电子表格设计方法的首选。然而，商业化的FEA软件包的使用并不象看起来那么简单，J9九游会 - 真人游戏第一品牌因为工程人员需熟悉该软件的使用。另外，由于大多数FEA软件包的通用性通常要求设计者在场重复不同参数的运行，再后处理每一套结果，如导出发电机的空载电压或短路特性。虽然FEA软件包很容易购买到，九游会官网 J9平台但由于代码的不，这些软件包不适于与设计软件接口。因此进行了注重实效的研究，旨在开发出一种内部FEA口，采用与新时代国际有限公司的电子表格设计软件包相同的操作系统平Windows，从而解决无法访问的问题，使程序之间可以很容易地交换信本文开发了一种基于一个平面矢量位公式的16，，cc，bia1．32访问原始几何数据(如图，进行自动有限元离散；部分，即数据输入阶段，从EXCEL电子表格中提取出用来确定半个定子槽距和半个板距的原始数据，用做输入。任何没有明确给出的几何数据都根据所提供息计算出来。采用了L0介绍的一种方法l1对材料性质相同的区域如定子铁心、槽部导体绕组等进行了自动离散。之后采用Delauney三角形法对离散网格进行优化，形成最佳形状三角形。此后采用一系列的角度镜射和变换来建立问题在一个极距的几何造形，如图维普资讯和周期性边界条件，及电流密度己采用所提供问题的定义表述叠片和轴材料的材料特性储存在单独的数据口还包括一个设备。可在输入阶段对材料进行曲线拟合仅仅从下拉菜单中选中所需选项就可利用接口调出各种基本场计算型式计算全部是自动进行的。下面的章节将介绍它们更一般的部分开路电压特性只需给定励磁电流的范．就可确定开路电压特性。对于每个励磁电流，都对气隙磁通密度进行付立叶分析并用下式计算出开路电压：2Btr基波磁通密度峰值；给出了使用接口生成的开路特性与试验测得的开路特性的比较。3．2短路电流特性常规FEA是一种“恒源”方法。因此．对于大多数商业FEA解算机来说，短路电流特性的确定是基于试凑法，就是用户给定一个定子电流密度分布，使其产生一个能够平衡转子磁场产生的磁势的电枢反应磁在得到解之前一般需要数次计算。显然这种方法效率不高，不适合于最高目标明度”的设计环境。对此接13需建立一种直接的场计算方法，用于计算平衡预先给定定子磁势分布所需的励磁电流。这种方法的原理是．将瞬时磁链条件作为辅助条件引入机模型中，在一个非线性场计算中，解标准系数矩和耦合的辅助条件。与牛顿．拉夫逊算法联台使用与励磁电流增量有关的列向量：厂代表迭代周期中某一步的误差。圉还显示了测量的短路电流特性和采用方程确定的短路电流特性之间的比较。lO203040厢磁电流(A)10900曲线电机电抗的确定用有限元法预测电抗分为两步。第一步在场域为每个有限单元建立一个“偏置的”或“静态”工作点。这不过是通过为励磁绕组赋以所需电流值dB／dH。来实现的。下一步是用一电流，给定子绕以激励．使静态工作点产生摄动采用下式计算绕次瞬态、瞬态和稳态电抗要复杂得多，但可用简维普资讯力频谱CAOOOO150020OO250O300035004OO0450050OO频率(用参数0．03向张应力频谱利用参数调整转子槽距时的电动机频谱如图所示。在这种情况下，转子呈极对称并且低频下的尖峰幅值很大。极对称槽距及其对噪声的影响已在前面研究过了。从这次计算来看，极对称槽距不总是最好的选择结论本文计算了气隙径向张应力频谱。在产生噪声方．一些模态要比另一些更为不利。J9九游会 - 真人游戏第一品牌最不利的模态通ra--4．换句话说，低阶模态是不好的。本 文只计算 O阶以下的模态。根据计算结果，转子槽距调整改变了气隙径 向张应力频谱 可以减小尖 幅值，但会出现一些新 的尖峰。这在有些情况下，尤 其是变速驱动时，有助于能量分布于一个很宽的频率 范围内，可降低噪声水平 ，因为机械谐振频率附近的 激振力可能比未调整时 谱频类似-~x．-m 时的频谱 。两个晟大的失峰减小不多， 《CICEM99 单的方法估算出来。该方法基于磁链恒定原理，涉及 到重新定义每种 计算的狄里赫里条件，以模拟励磁绕 组，阻尼绕组，转子叠片中的感应 电流来计算次瞬态 电抗．模拟励磁绕组中韵感应电流来计算瞬态电抗 次瞬态电抗通过使转子和励磁绕组表面不导磁，并对定子绕组施加激励电流来计算。瞬态 电抗通过仅 使励磁绕组表面不导磁而定子施加激励 电流来计算。 而稳态电抗的计算不需特殊边界条件。图 结论FEA 虽然对于具有复杂 几何形状的设备中的磁场 直轴瞬态磁场分布计算来说已经很完善，但仍很少用于 日常的设计办公