基于COMSOL旋转机械电机的电力电磁耦合分析.pdfVIP

学兔兔 务I 匐 似 基于COMSOL旋转机械电机的电力电磁耦合分析 Simulationanalysisofrotatingmachinealternatorbased on finiteelementanalysissoftwareCOMSOL 郭 军，刘金超，贾 阳，佘金涛 GUOJun。LIUJin．chao，JIAYang，YUJin-tao (信阳供电公司，信阳464000) 摘 要：本文利用有限元分析法分析具永久磁铁及非线性磁性材料的转子是在同样磁性材料的定子中 旋转时产生的感应电压，结果发现产生的电压以时间的函数计算出来。该有限元模型能够模 拟材料参数，旋转速度，绕组的匝数对发电机产生感应电压的影响。 关键词：有限元法；非线性磁性材料；直线驱动电机；仿真分析 中图分类号：TP393．08 文献标识码：A 文章编号：1009—0134(2012)09(上)一0053—04 Doi：10．3969／J．issn．1009-0134．2012．9(上)．17 0 引言 环中。线圈绕组绕定子磁极。 软铁材料磁滞属性可以在COMSOL的AC／DC 旋转机械发电机是利用机械能和磁能转换为电 模块的材料库中预先设置的，软铁材料的B-H磁 能的装置，在水电，风电及热电等领域应用广泛， 滞属性见表 l。发 电机 的定子和转子的中心都是 尤其在风电领域取得 了成功的应用，是未来风力电 机组发展应用的一个主要研究领域，因此旋转机械 由退火的非线性中碳钢 (软铁)的非线性磁性材 发电机的研究和开发是发电机领域研究的难点和热 料组成，其材料的磁滞属性可 以通过 COMSoL 点 it]。 目前 ，依靠现有的经验和模型实验等传统设 Multiphysics的B—H 曲线插值功能来实现 。该插 计方法来验证模型的合理性，不仅 占有大量的研发 值功能可用于在子域的设置上。一般情况下，BH 时间和耗费大量资本，而且在优化设计方面和产品 曲线被认为是 lB l对 IH l的函数，但是对于 研发周期等方面都具有一定的局限性，很难从根本 COMSOLMultiphysics中的旋转机械，磁性接口来 上实现直驱发电机的快速设计 口j。 说，BH曲线必须是 IH I相对于 IB l的函数。 随着数值分析技与计算机仿真技术迅速发展， 因此，通过H-数据作为．厂 )的输入和B一数据作 为 的输入并利用插值函数来得到它们之间的关 使许多实际工程应用设计问题得到了有效解决 。 系表达式 ，其插值曲线如图 1所示。 通过计算机数值模拟技术的引入，可 以快速的实 现产品的优化设计，并降低产品的研发成本，这 表1 软铁材料的B—H磁滞属性 样改变了以前的样机测试开发途径，转变成现在 H 0 663 1067 1705 2463 3841