011-Infolytica案例-微型发电机电磁场仿真.doc

1、 算例描述仿真微型发电机的电磁场问题。要求：（1）10000rpm，交流电压40V rms，负载电流150mA 时，求最佳匝数和线径。（2）50000rpm时，求最大电压。2、模型建立在MagNet软件内建立3D模型，部分建模，绕竖直方向旋转60度。即根据磁场对称情况，只仿真一对极。仿真采用3D瞬态求解器。定子 线圈定子 铁心 DT4E转子 极靴 DT4E转子 永磁体33SH转子 轭部 DT4E3、原理分析在结构和材料一定时，在满足输出电压情况下，尽量增大导体截面积，减小内阻。有以下定义：U1每匝线圈EMFR线圈电阻N线圈匝数D1导线最大外径S有效槽面积I负载电流（150mA）U2负载电压（40V）则：N*U1=I*R+U2N*D1*D1=S4、仿真结果（1） 最佳匝数和线径仿真结果根据第2节的分析和实际电磁场仿真，设定槽满率为85，在满足负载电压（40V AC rms）和负载电流（150mA rms）的情况下，得出最佳线圈匝数为300匝，裸导体直径为0.52mm，负载电压电流数据和曲线图。（注：全电压应乘6）时间（ms）电流 （A）电压 （V）1.51-0.120855-5.3707771.53-0.112757-5.0108991.55-0.109265-4.8557291.57-0.099135-4.4055791.59-0.088083-3.91441.61-0.073174-3.2518531.63-0.059348-2.637441.65-0.034976-1.5543381.67-0.006059-0.2692431.690.03051211.35595941.710.07696393.42027621.730.13081785.81354261.750.18179668.07903981.770.20921699.2975971.790.22266129.89506571.810.2353110.4571791.830.234389410.4162651.850.22333279.92490591.870.22376949.94431251.890.20531339.12412221.910.17779347.90113921.930.15162916.73839921.950.1392516.18831291.970.12621355.60892891.990.11143544.95218872.010.0987444.38818412.030.09044414.0193372.0550.07172463.18744292.080.04405441.9577762.1050.01486420.66056442.13-0.014842-0.6595842.155-0.046935-2.0857712.18-0.084052-3.7352922.205-0.133227-5.9205952.23-0.183254-8.1438022.255-0.219473-9.7534022.28-0.229503-10.199132.305-0.205145-9.1166392.33-0.190583-8.469492.355-0.201148-8.9392.38-0.18362-8.1600892.405-0.162984-7.2430282.43-0.152162-6.76212.455-0.142203-6.319522.48-0.135804-6.0351242.5-0.130959-5.819799RMS0.148739.65线圈电感为 21.6mH。下图为转子在不同位置（时刻）时的磁密云图。 下图为转子在不同位置