开关磁阻电机论文开关磁阻电机论文

1、开关磁阻电机论文开关磁阻电机论文基于ANSYS勺开关磁阻电机电磁场特性分析方法摘要：本文基于有限元分析软件ANSYS详细介绍了有限元方法分析开关磁阻电机电磁场特性的基本步骤。其具体包括：几何建模、网格剖分、施加载荷和边界条件、求解和后处理。文中采用二维有限元分析开关磁阻电机电磁场特性，求解得到的电磁场特性为其轴向单位长度上的量值，要得到实际值则相应的量值需乘以电机的铁心轴长。关键词：开关磁阻电机；电磁场特性；ANSYS基金项目：本文系南京工程学院人才引进科研启动基金资助项目（项目编号：YKJ200905）的研究成果。ANS丫是非常流行的有限元分析商业软件包，可以进行结构分析、热分析、流体分析、

2、电磁场分析和多物理场分析，是惟一真正实现多场耦合的计算机辅助工程（CAE软件。一个典型的ANS丫分析过程可分为：创建有限元模型、施加载荷进行求解、查看分析结果等三个步骤。1-4开关型磁阻电机调速系统是一种新型的机电一体化交流调速系统，它融新的电动机结构一一开关型磁阻电机与现代电力电子技术、控制技术为一体。开关型磁阻电机结构简单、坚固，成本低，调速性能优良，在宽广的调速范围内具有较咼的效率，应用前景十分广阔，是当代运动控制系统研究的热点之一。5虽然开关型磁阻电机结构简单，其电磁关系却很复杂。开关磁阻电机双凸极的定转子结构决定了其气隙的不均匀，正常运行时电机磁路存在高度的局部饱和。因此,采用一般的

3、磁路分析法难以实现对电机电磁场特性的精确计算，有必要采用数值计算的方法对其电磁场特性分析。下文具体介绍了采用ANSY软件进行开关磁阻电机二维电磁场特性分析的具体步骤。一、几何建模启动ANSYS软件，进入ANSYainMenu界面单击Preferences，在弹出的GUIFiltering界面中选择Electromagnetic栏中的Magnetic-Nodal进行电磁场节点单元分析。1. 单元设置在前处理器Preprocessor中单击ElementType选项设置单元类型，展开菜单后选择Add/Edit/Delete选项，在弹出的窗口中增加分析所需的单元类型，此处选择8节点四边形单元或者6节

4、点三角形平面单元的PLANE5；单元。2. 材料属性设置在前处理器Preprocessor中单击MaterialProps选项设置材料属性，展开菜单后选择MaterialModels选项，在弹出的窗口中定义材料属性。在开关磁阻电机电磁场特性分析中，有关的材料属性是相对磁导率。电机材料包括：铁心、绕组导体、空气气隙等三种。其中由于电机运行于局部饱和状态，铁心相对磁导率为变量，其由磁化曲线（BH曲线）决定；绕组导体和空气气隙的相对磁导率近似等于真空中的相对磁导率，其为1。在弹出的窗口中点击Material菜单,打开下拉列表并选择NewModel即可增加一种属性的材料。3. 创建几何面域模型（1）定

5、转子铁心圆环面域。在前处理器Preprocessor中单击Modeling选项，展开菜单后选择并展开Create选项。开关磁阻电机二维有限元分析中涉及的几何面域形状以圆环为主。在展开的Create选项中选择并展开Areas菜单，在其下拉菜单中选择并展开Circle菜单，然后单击Annulus选项，在其弹出窗口中进行创建圆环面域命令的设置。其中包括圆环面域所在圆心和圆环面域内、外径的设置。（2）定转子极面域。定转子极面域由圆环面域通过工作平面的平移进行切割得到一对磁极，然后将笛卡尔坐标改成圆柱坐标，进行周向复制即可得到定转子极面域。如作定子极面域时，首先作出一圆环，此圆环以定子铁心圆环面域的内径作为待作圆环的外径，以此外径减去定子极高作为待作圆环的内径，圆环的圆心仍然是工作平面的原点。将工作平面垂直向上平移半个定子磁极宽度的距离并旋转坐标平面，单击并展开主菜单WorkPlane,在其下拉列表中选择OfsetWPbyIncrements弹出OfsetWP窗口。在弹出的窗口中进行工作平面的平移和坐标平面的旋转