JMAG有限元仿真在电机学实验教学中的应用

传统电机学实验教学主要侧重电机拖动及驱动控制,而忽略了电机本体运行机理和电磁特性分析的相关实验设计,这与电机学理论教学的重点内容不相符合。有限元仿真技术的发展,为高校电机学实验教学改革带来了新的发展空间。基于JMAG软件,以常见的表贴式永磁同步电机为例,给出电机本体仿真建模过程及电磁特性分析的具体实例,阐述了有限元仿真技术在电机学实验教学中的重要作用。实践表明,基于有限元软件的仿真实验教学直观形象,有利于学生深入理解电机运行机理和电磁特性,激发学生学习兴趣,大大提高实验教学效果和质量,并培养了学生利用有限元软件分析和解决实际工程问题的能力。     

单极性感应子电机励磁系统分析与设计(英文)

为了建立单极性感应子电机励磁系统的设计方法和评价准则,对单极性感应子电机的励磁系统开展分析与设计.利用有限元方法计算电机内的三维电磁场,揭示磁场分布规律和特性;利用解析方法讨论励磁绕组的设计流程;利用数值计算方法研究电枢绕组与励磁绕组的轴向长度比例关系及工作气隙与非工作气隙的轴向长度比例关系.设计并制造实验样机,实验研究验证了理论分析与数值计算结果的正确性.结果表明:所建立的励磁绕组设计方法有效、可行;在恒定励磁磁动势或恒定励磁功率条件下,电枢绕组与励磁绕组的轴向长度比例系数的合理取值范围为0.45～0.5;非工作气隙最佳轴向长度可由定子内径与极对数之比确定.     

新型磁通切换永磁直线电动机的静态特性

提出了一种应用于直线驱动数控机床的新型磁通切换永磁直线电动机.首先,给出了该电机的二维和三维拓扑结构,介绍了该直线电动机的基本工作原理,并分析了2种典型位置的磁场情况.其次,采用二维有限元的方法,对电机的磁链特性、反电动势特性、电感特性等静态特性进行了深入的研究.对2种不同铁芯结构磁通切换永磁直线电机的定位力进行了对比...     

基于Ansoft的自动门用永磁无刷直流电机的设计和分析

对用于自动门控制系统的永磁无刷直流电动机,采用基于等效磁路法的RMxprt软件和基于电磁场有限元分析法的Maxwell软件对样机进行设计、分析和计算,并用＂场路结合＂的设计思路,完成了一台12槽/8极无刷直流电机的电磁设计任务。     

新型非对称磁极永磁同步电机及转子偏心特性

针对永磁同步电机输出转矩大、气隙磁密接近正弦曲线和低齿槽转矩等要求,提出了一种新型非对称磁极永磁电机结构并分析其电磁特性.建立转子外缘数学模型,利用解析法分析电机输出性能与转子偏心程度的关系式;利用有限元分析法,对比不同偏心程度下电机结构的气隙磁密、感应电动势和齿槽转矩,选取最优偏心距试制样机并进行试验.仿真分析和试验...     

场路耦合有限元仿真在电机类课程教学中的应用研究

利用JMAG-Studio软件建立永磁电机的场路耦合的有限元模型,计算并分析永磁电机的空载和负载时瞬态特性,直观地展示电机的电流、反电动势、磁通密度、转矩等性能,并制作成基于电机转子旋转的动画,帮助学生深入理解电机的基本概念和知识,提高电气自动化类专业的电机类课程的教学效果。     

基于有限元法对亥姆霍兹线圈磁场的分析

为进一步明确亥姆霍兹线圈所产生磁场的近场特性,文中尝试采用基于有限元方法的ANSYS软件对亥姆霍兹线圈进行了分析,首先采用ANSYS软件对亥姆霍兹线圈进行三维实体有限元模型和仿真,并将结果与用MATLAB语言绘制磁感应强度的空间分布图进行比较.仿真结果说明ANSYS有限元模型优于MATLAB语言,并且通过实验验证了所建的三维亥姆霍兹线圈有限元模型的有效性和正确性.     

无刷双馈风力发电机在供暖系统中的应用

无刷双馈电机是一种新型特殊感应电机,在分析了无刷双馈电机的运行机理的基础上,设计一个功率5kW、6/2极的磁障转子无刷双馈风力发电取暖系统,基于场路耦合有限元法,仿真分析了在负荷相同情况下,不同转速下的磁障转子无刷双馈风力发电取暖系统运行状况.仿真结果表明:该电机在风电供暖系统是可行的,为无刷双馈风力发电机在供暖应用方面提供理论依据.     

开关磁阻电机定子凸极对振动特性的影响研究

振动、噪声是开关型磁阻电动机调速系统较突出的问题和研究难点,为了深入了解SR电机定子凸极对其振动特性的影响,以有限元分析软件ANSYS为工具,建立研究SR电机定子凸极振动特性的2D、3D有限元分析模型,研究SR电机定子凸极对其固有频率和振动模态的影响。     

电动汽车轮毂电机场路耦合特性分析

分析电动汽车轮毂电机特性,给出一种电动汽车轮毂电机场路耦合分析法,将电磁场有限元模型和外部电路直接耦合到一起,场路耦合分析模型充分考虑到外电路中电流谐波的影响,分析结果更符合实际情况。仿真分析了轮毂电机气隙磁密、负载感应电势等特性,轮毂电机空载起动、加载和卸载等工况,并通过样机试验验证,实验测试结果与场路耦合法计算结果能够较好的吻合。     

直线电机动子动力学特性分析

目前采用变频控制实现节能的方案正在得到广泛应用,直线电机驱动的活塞式压缩机具有优良的控制性能,采用简单的控制环路可以通过调节扫气容积来直接实现能量调节,从而达到节能的目的。本文首先利用线性化磁路法对动磁式直线电机的磁路进行了分析,得到了适用于电机设计的电机力和反电势与电机尺寸和励磁电流的表达式。在此基础上,结合直线压缩机的工况,对电机动子动力学特性进行了分析。分析得到使用直线电动机驱动的新一代制冷压缩机比传统的制冷压缩机结构更为紧密,而且它的重量也比原来轻了许多,可以实现高效运转。     

某汽车座椅骨架的模态分析

汽车座椅骨架的固有频率和振型是其动态特性设计中的重要参考指标,本文利用三维建模软件Proe建立某汽车座椅骨架三维模型,基于有限元分析软件Workbench对其进行模态分析,得到其前十阶固有频率值和振型,并对结果进行了分析。     

Halbach型外转子永磁同步电机热流体场仿真

以Halbach型外转子永磁同步电机为例,研究一种预测电机温升的新方法.在分析Halbach电机结构的基础上,基于流体力学与传热学原理,建立Halbach电机电磁场、温度场和流体场等多物理场模型,并对Halbach电机的热流体进行了有限元仿真研究.仿真结果验证了Halbach电机热流体场模型的合理正确性以及分析电机温升方法的有效性,为电机本体的热设计提供了依据.     

无刷双馈磁阻发电机的设计与优化

为了合理引入磁障,抑制电枢反应磁势的交轴分量,提高并网时无刷双馈磁阻发电机发电能力,基于场路耦合有限元法对比研究了磁阻转子在不同极弧系数、不同磁障宽度、不同磁障形状、 不同磁障深度以及有、无磁障对发电机性能的影响.并在此基础上,提出一比较合理的无刷双馈磁阻发电机的并网设计方案.研究表明:在电机结构尺寸相同情况下,磁障的宽度和形状对电磁转矩影响不大,而极弧系数对输出电磁转矩影响较大.     

电路原理与电机物理场建模的共性问题

“电机学”课程中涉及的磁场、温度场等物理场的原理分析与“电路理论”课程中的定理存在异曲同工之处。本文通过分析一阶电路全响应、欧姆定律和基尔霍夫定律、叠加定理,总结出物理场建模的一般规律和共性特征,并基于此分析了电机的温度场建模、磁路的欧姆定律和基尔霍夫定律以及dq轴电枢反应,验证了电路与电机物理场共性特征的正确性。文章对电路定理与电机物理场建模过程进行类比,归纳了电路定理与电机建模中存在的共性问题,并将其融入电机学教学方法中。该方法的应用有助于提高学生对电机模型构建本质的理解,增强学生对电气工程专业各类型课程之间触类旁通、举一反三的思维能力。     

斜齿轮减速器参数化建模及接触有限元分析

渐开线斜齿轮具有非常复杂的齿廓,应用三维建模软件UG基于斜齿轮渐开线齿面的生成原理进行三维实体建模,用户只要输入新的设计参数即可实现齿轮实体模型重建。采用有限元分析软件ANSYS以及ANSYS/LS-DYNA对斜齿轮的接触性能进行有限元分析,全面反映斜齿轮传动过程中的动态特性。     

笼型转子无刷双馈电机的有限元分析

通过无刷双馈电机内部电磁关系,揭示无刷双馈电机的运行机理。结合（6＋2）极的笼型无刷双馈样机,利用AN-SOFT有限元软件,分析了在笼型转子结构下的定转子磁场分布规律,揭示了转子的磁场调制作用,为无刷双馈电机的电磁设计、模型建立及参数优化奠定理论基础。     

基于MATLAB平面桁架有限元分析研究

基于平面桁架有限元分析的基本原理,利用MATLAB软件对某平面桁架编制了计算程序,得到了结构的内力计算结果、变形图和结构的动力特性,并将计算结果与ANSYS有限元分析软件的结果进行比较.结果表明,二者的计算结果一致.利用MATLAB可以编制结构有限元分析程序,计算速度快,数据准确,并能为复杂结构有限元分析提供参考.     

基于有限元建模的VDT550立式车铣主轴部件模态仿真设计

获取机床结构的动态特性是确保精密加工的重要手段之一.基于有限元分析软件ANSYS Workbench 12.0,在Pro/E软件中建立机床主轴、主轴箱三维模型,进而将其导入ANSYS Workbench 12.0中进行有限元建模和模态分析,获得了固有频率和振型;在此基础上,分析了振型图中的最大变形区域,评价了共振薄弱点并提出了相应的结构修改建议.     

新型混合励磁开关磁通永磁电动机的设计与分析

混合励磁开关磁通永磁电动机兼具传统永磁电动机和开关磁通电动机的优点,可靠性高,具有较高的研究价值。为实现励磁磁场的有效调节与控制,提出一种新型混合励磁开关磁通电动机,并对不同结构方案的调磁能力和电磁特性进行了有限元分析,得到了更加优化的电动机结构形式,为该类电动机的设计与应用提供了技术参考。