電動(dòng)汽車用永磁無刷直流電機(jī)的有限元分析

通過曲面a磁通等于磁矢位沿這個(gè)面的邊界線的閉合線積分。這通常比用磁密B計(jì)算容易得多。
（2）計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

（3）畫磁力線

二維磁場(chǎng)的B只有兩個(gè)分量，比如Bx、By，而A只有一個(gè)分量Az，簡(jiǎn)寫為A。在二維場(chǎng)中，磁力線就是等A線。

3.6.2　映射結(jié)果到某一路徑上

POST1的一個(gè)最有用、功能最強(qiáng)的特征是能夠映射任何結(jié)果數(shù)據(jù)到模型的任意一條路徑上。這樣一來就可以沿該路徑執(zhí)行許多數(shù)學(xué)運(yùn)算和微積分運(yùn)算，從而得到有意義的計(jì)算結(jié)果。有用的附帶好處是，能以圖形或列表方式觀察結(jié)果項(xiàng)沿路徑的變化情況。
（1）定義電機(jī)中的氣隙為一條路徑。

（2）將磁感應(yīng)強(qiáng)度B的徑向分量Br映射到路徑上。
（3）沿路徑顯示數(shù)據(jù)，如圖7所示。

3.6.3　用麥克斯韋應(yīng)力張量法計(jì)算轉(zhuǎn)矩［4］

麥克斯韋應(yīng)力張量法是由電磁場(chǎng)理論推導(dǎo)出的轉(zhuǎn)矩計(jì)算方法。在二維電磁場(chǎng)中，作用于電機(jī)定子或轉(zhuǎn)子上的切向電磁力密度電磁轉(zhuǎn)矩由切向力產(chǎn)生，如果沿半徑為r的圓周積分，則電磁轉(zhuǎn)矩的表達(dá)式為：

Br，Bθ分別為半徑r處氣隙磁密的徑向和切向分量。

4　結(jié)　語

電磁場(chǎng)是電機(jī)能量傳輸?shù)暮诵?，利用有限元方法?duì)電機(jī)電磁場(chǎng)參數(shù)的分布和大小可進(jìn)行準(zhǔn)確的數(shù)值計(jì)算，可見ANSYS軟件是電機(jī)設(shè)計(jì)的有力輔助工具。根據(jù)永磁無刷直流電機(jī)的工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，我們對(duì)其設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了研究。編寫了《永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)程序》和《永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)電磁場(chǎng)數(shù)值分析程序》，前一個(gè)程序的計(jì)算結(jié)果作為后一個(gè)程序的輸入數(shù)據(jù)，我們?nèi)〈怕酚?jì)算法速度快的優(yōu)點(diǎn)，大量的計(jì)算（包括優(yōu)化計(jì)算）都用磁路法進(jìn)行，磁場(chǎng)分析法只用于核算電磁轉(zhuǎn)矩等參數(shù)，計(jì)算次數(shù)較少，這樣經(jīng)過兩個(gè)程序若干次輪換計(jì)算，可以得到比較滿意的結(jié)果。我們認(rèn)為用磁路計(jì)算和磁場(chǎng)分析相結(jié)合設(shè)計(jì)永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)的方法是成功的。通過磁場(chǎng)分析，我們發(fā)現(xiàn)仍有許多問題有待進(jìn)一步研究，例如轉(zhuǎn)矩的波動(dòng)問題，采用六相或五相，電機(jī)的力矩特性更為合理。

參考文獻(xiàn)：
［1］　周元芳，肖仁山，梁京章，等.稀土永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)研究［J］.廣西電力技術(shù)，1996（2）：1.
［2］King－Jet Tseng，G.H.Chen.Computer－AidedDesign and Analysis of Direct－Driven Wheel MotorDrive［J］.IEEE Transactions on Power Electronics，1997，12（3）：518.
［3］　ANSYS電磁場(chǎng)分析指南［M］，2000.
［4］　胡之光.電機(jī)電磁場(chǎng)的分析與計(jì)算［M］.機(jī)械工業(yè)出版社，1982.(end)