旋转电机磁场计算中转子的自由转动 rotor free movement in magnetic field computation of electric machines.pdfVIP

2006 年 8 月 电 工 技 术 学 报 Vol.21 No.8 第21 卷第 8 期 TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Aug. 2006 旋转电机磁场计算中转子的自由转动 200072 摘要 关键词 中图分类号 TM153 Rotor Free Movement in Magnetic Field Computation of Electric Machines Zhang Yuejin Zhang Dong Shanghai University Shanghai 200072 China Abstract The movement of the rotor is necessary for magnetic field computation of electric machines. Air gap meshes will be distorted as the rotor moves, which can lead inaccuracy in the field solution. The numerical-analytical method introduces analytical expressions of the magnetic field in air gap and the mesh distortion due to rotor moving is eliminated. The free rotation of rotor can be readily achieved. Keywords Rotor free movement, numerical-analytical method, rotating electric machines, magnetic field computation 条件是必须避免转子转动可能引起的气隙网格畸 1 引言 变 为此 相继研究出了许多方法[1 5] 有重新剖 现代电机设计和性能分析需要电机磁场的精 分法 双坐标系法 运动边界法 相带移动法 步 确计算 目前 有限元法以其通用性强 计算精度 长修正法等 重新剖分法虽然仅对气隙区域重新剖 高应用最为广泛[1] 有限元法计算电机电磁场一般 分 真正实现很不容易 计算中必须对有限元网格 依照前处理 场计算 后处理三个步骤按部就班进 单元结构进行不断的调整 使前处理工作变得十分 行的 为了获得电机运行过程完整的磁场情况 必 复杂 双坐标系法和运动边界法的基本原理相似 须对不同的转子位置进行多次磁场计算 如永磁无 对定转子分别采用静止坐标系和运动坐标系 利用 刷电机感应电动势计算 开关磁阻电机绕组电感计 交界节点的周期性质 建立定转子之间的联系 在 算 电磁转矩以及磁阻转矩计算等 如果用场路耦 气隙公共线上一般采取节点均分的方法 为了保持 合法计算电机动态过程 转子还必须随时不断地转 气隙网格形状良好 每次转过的角度应刚好对应整 动 这将意味着有限元法的三个步骤需多次轮流交 数个节点 相带移动法步长取为转子转过一个定子 替进行 而其中最困难的是反复多次的前处理过 齿距所需的时间 显然该法移动的步长太大 难以 程