毕业论文外文翻译-磁通密度的分析磁力在一个三维的无刷直流电机转矩（含英文原文）.doc

毕业设计说明书英文文献及中文翻译学生姓名： 学号： 学 院： 计算机与控制工程学院 专 业： 电气工程及其自动化 指导教师： 2015年 06 月外文文献为PDF格式，下载后双击即可打开另存磁通密度的分析，磁力，在一个三维的无刷直流电机转矩摘要由于永磁电机产生转矩，振动发生在由于小的气隙交变磁力旋转永磁体和线圈的电流产生的。的磁力可以计算出磁通密度的有限元方法和圆柱的麦斯威尔应力张量坐标。本文中的磁通密度，磁场力和真实的三维的扭矩采用3 V模拟麦斯威尔无刷直流电动机。关键词：无刷直流电机，有限元分析，麦斯威尔1 基本介绍 磁力分析确定不重要只有力矩电机的输出，而且来源在机器本身振动。振动引起的永磁直流电动机和发电机如图1，旅游，磁力。钕其他稀土元素具有较大的剩磁，矫顽力和最大磁能积比传统铁氧体磁铁。因此，由于电磁力增加大约与磁通的平方，的从使用稀土磁体设计所产生的力量明显大于常规磁铁设计。这些问题是特别严重时强迫频率匹配一个或一个以上的结构在机械谐振频率。磁场力的分析已经解决了一些调查。首先，论文主要集中对扭矩的计算电机的输出。Marinescu、Mizia等人。比较几种不同的方法来计算转矩。他们的努力导致转矩的计算在不同的基于准静态磁场的位置，这进行了试验验证。 磁的问题产生的振动已经解决了其他调查人员。地掷球分析预测流量永磁机密度。sabonnadiere等人。的磁场力计算采用有限元方法，而雷切尔等人。是以有限差分随着确定的动态反应的方法用有限元分析。拉赫曼和表明，张成泽驱动频率可以通过傅里叶分磁场的牵引，并论证这可以减少通过适当的振动水平磁体的成型。 结果表明，频谱成分可以转移到更高的频率，降低整体传动系统。遗传性的高频率低但结构发生共振。振动能的影响通过交错的高能量磁铁和稍微改变在磁极转换或由磁取向磁铁的联锁。在最近发表的论文，二维有限元分析无刷直流电机已被报道，但三维无刷直流电机的有限元分析没有详细报道。在本文中，转矩和磁特性作用在转子上的旋转力进行分析转子。三在电机的磁场力从磁通密度计算极点和六颗牙齿采用有限元方法和麦斯威尔应力张量。组件和磁特性力，在一个小的气隙磁力矩分析以圆柱坐标的引入。2 磁场力和力矩 采用无刷直流电机产生的磁场由麦斯威尔的方程组。介绍标量势成麦斯威尔方程，用一些数学，给予一个偏微分对于标量方程。 在绕组由于电流的磁场强度与永久磁铁可以被计算由毕奥-萨伐尔定律和磁偶极子单位体积分别的时刻。这个方程，如静电领域的泊松方程可以用有限元法求解。麦斯威尔3D v11.1一磁场有限元求解器计算标量势和磁场强度 非均匀分布的单位面积上的力在界面两种材料之间是通过计算麦斯威尔的应力张量。由于施加的应变由于磁致伸缩材料小到可以忽略在密度的变化，可以认为渗透性改变是微不足的。因此在张量我们有： 磁磁通密度是由乘法得到渗透到磁通密度。从在伍德森和Melcher一个给定的表达式两种材料A和B之间的接口，给出的： 正常和切线牵引力可以分解如下： 磁力牵引可以简化在圆柱坐标系的介绍转子。沿气隙，正常和切向齿面牵引如下： 但对于齿边是垂直的空气间隙正常和切线牵引力有以下形式： 扭矩产生一个位置可以很容易地导出在剪切力的整合小的空气隙，事实的场分布在空气封闭表面保持不变，如果外部源极电流和拆除，更换表面上： 3 建模分析 有限元法有着坚实的理论基础。它是以数学定理保证了精度的渐近增长场计算的精确确为大小在求解过程中减小有限元。时域解的空间离散问题必须以协调与精炼时间步的计算根据估计解的时间常数（如磁扩散时间常数）。麦斯威尔3D v11.1解决电磁通过求解麦斯威尔方程问题在一个有限的空间区域，用适当的边界条件和必要时与用户指定的初始的条件下，为了获得有保证的解决方案唯一性。为了得到的代数方程组要解决的问题，几何离散自动为四面体单元。所有的模型的固体网状自动网格化。所有四面体的组件被称为有限有限元网格的模型或简单的网格。里面每个四面体，该领域的未知特性在计算表示为多项式的二秩序。因此，在区域的快速空间场的变化，网格密度需要增加好解的精度（参见自适应网格细化）。求解电磁场问题一直是基于解决麦斯威尔方程。然而，获得解决的过程通常是基于麦斯威尔的解决二阶的后果在考虑适用的本构方程方程。在时间为完成一个统治子集相同麦斯威尔的方程是根据特性考虑方面的应用。因此，效率的原因解决方案，应用分为静电，静磁场，频率域或时间域和一个结果一个特定类型的求解器是用在每一种情况下。这允许用户获得所需的解决方案但总是在精度的基本限制假设当应用程序分类在上述标准线。该指南可用于正确识别型线解决方案是在下面的段落中提到的使用。根据不同的配方对于每种类型的解决方案还可以是不同的。三维瞬态应用求解过程提出了一些挑战，没有明显的其他求解器类型。例如，对战场的行为更加它是比静态或稳态应用复杂，和一个特殊的有限元网格结构是必需的该软件能够准确地代表物理顺序。三维瞬态应用的领域，行为它是比静态或稳态的更复杂应用。扩散的磁场为材料的三维瞬态情况发生。这通常意味着分布内磁场的对象通常有一个空间谐波数量。 用于分析的时间步长应小于7（有时少）比磁扩散时间常数。这些时间常数取决于几何对象也在各自的材料性能。由于涡流通常被认为是导电物体，一个专用的有限元网格结构是为了准确捕捉物理。一般来说，一个周密的计划（手册）啮合过程是为了实现一个与现有的硬件资源的准确解。无刷直流电机的三维视图如图1所示。 4 仿真结果它是假定与振幅的平方电压311伏，60赫兹的频率应用于无刷直流电机，如图2所示。无刷直流电机模拟在0至0.02的区间内随着时间一步0.002秒秒。的大小在0.004s，0.006s，0.008s倍通量密度，控制，0.012s，0.014s，0.016s，0.018s和0.02s显示图3-11。同时，对扭矩图和在Z，X与Y方向图12-17分别。图1 三维的无刷直流电动机 图2 输入电压的波形和定子励磁变频器 图3 0.004磁通密度 图4 0.006磁通密度 图5 0.008磁通密度 图6 0.01磁通密度 图7 0.012磁通密度 图8 0.014磁通密度图9 0.016磁通密度 图10 0.018磁通密度 图11 0.02磁通密度 图12 在Z轴扭矩图13 在y方向的转矩 图14 在X方向的转矩 图15 在Z方向的力 图16 在y方向的力 图17 在X方向的力5 结论 一种在磁场中的受力分析和在无刷直流电机的转矩进行了有限元法和麦斯威尔应力张量，所以这在磁场中的受力特点和扭矩是可预见