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永磁無刷直流電動機具有效率高，功率密度大及控制簡單等特點，被廣泛應(yīng)用于各種驅(qū)動裝置和伺服系統(tǒng)中。以往在電機設(shè)計中采用的傳統(tǒng)計算方法是引入一些修正系數(shù)和經(jīng)驗參數(shù)，如氣隙系數(shù)等，將電機中復雜的磁場問題進行簡化和近似，轉(zhuǎn)化為一些集中參數(shù)，如電抗、磁動勢、磁通等，再利用等效電路計算電機的性能，該方法簡便高效，能滿足一般工程設(shè)計的精度要求，但計算繁瑣工作量大，效率低。近年來隨著永磁無刷直流電機在各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，這種傳統(tǒng)的計算方法已經(jīng)無法滿足目前對電機的高精度要求，要保證設(shè)計計算的準確性，需要進行數(shù)值計算與有限元分析。
近年來隨著計算機輔助設(shè)計技術(shù)的飛速發(fā)展，涌現(xiàn)出了許多用于電磁場有限元數(shù)值計算的軟件，使得有限元數(shù)值計算和分析方法在電機設(shè)計中得到愈來愈多的應(yīng)用是一款功能強大易于操作使用的二維電磁場有限元數(shù)值計算與分析軟件， 它基于麥斯韋微分方程，采用有限元離散形式，將電磁場計算轉(zhuǎn)化為龐大的矩陣求解，因此，結(jié)果較傳統(tǒng)的計算方法在精度上和效率上有很大程度的提高。
本研究利用有限元分析工具建立了永磁無刷直流電動機的二維有限元仿真模型，并對電動機空載和負載電磁場進行了有限元分析，分析結(jié)果為電動機的進一步優(yōu)化設(shè)計提供了理論基礎(chǔ)和依據(jù)電機二維瞬態(tài)分析基本原理在電動機中轉(zhuǎn)子處于運動狀態(tài)，磁場、力及速度等物理量都隨時間而變化，并且相關(guān)參數(shù)的變化多為非線性。因此，需要進行瞬態(tài)分析以精確確定參數(shù)變化情況，瞬態(tài)磁場分析理論。
在分析磁場問題時，為了求出場量(如磁感應(yīng)強度D)與場源(如電流、永磁體) 間的關(guān)系，引入矢量磁位A，它是空間坐標的函數(shù)，單位為YJS3，磁感應(yīng)強度和磁場強度與矢量磁位間滿足式中C為磁感應(yīng)強度，Z為磁場強度，a為源電流密度。對于涉及運動的電磁場問題，進行瞬態(tài)分析的麥克斯韋微分方程為為永磁體的矯頑力。B為運動物體的速度，為電導率由上式可以獲得模型中每一點在不同時間段的矢量磁位，進而可以得到每一點的磁場強度和感應(yīng)強度。
專業(yè)從事機械產(chǎn)品設(shè)計│有限元分析│強度分析│結(jié)構(gòu)優(yōu)化│技術(shù)服務(wù)與解決方案
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