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电磁设计:基于Maxwell单转子单定子盘式电机设计仿真应用

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导读:在电磁技术不断创新发展的当下,每一项新的成果与知识分享都犹如点亮前行道路的明灯。想知道盘式电机设计工具都有哪些吗?想深入了解盘式电机的组成结构吗?想掌握盘式电机设计流程和建模的要点吗?那就一定不要错过这场精彩的线上报告会哦!
2024电磁设计仿真创新技术系列报告会第四期我们将邀请10年+电磁仿真工程师,仿真秀优秀讲师——电磁安老师带来单转子单定子盘式电机设计仿真应用线上报告会,欢迎专家学者、老师同学和工程师报名参加,详情见后文。 

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一、定子与转子模型

1、定子模型
定子通常由定子铁芯、定子绕组和机座三部分组成。定子铁芯是定子的核心部分,它为磁场的产生提供了磁路。定子绕组则是由导线绕制而成,当通入电流时会产生磁场。机座起到固定和支撑定子铁芯与绕组的作用。
定子的主要功能是产生旋转磁场。在电动机工作时,定子绕组中通入交流电,根据电磁感应原理,会在定子内部产生一个旋转的磁场。这个旋转磁场是电动机工作的关键因素,它与转子相互作用,促使转子转动,从而将电能转化为机械能。
2、转子3D模型
转子是电动机中可以旋转的部分。对于不同类型的电机,转子的结构有所不同。一般来说,转子主要由转子铁芯、转子绕组(在某些电机中存在)、转轴等部分组成。转子铁芯也是磁路的一部分,转子绕组在磁场作用下会产生感应电流(在感应电机等类型中),转轴则用于传递转子的旋转运动到外部设备。
转子在电动机中的主要作用是在定子产生的旋转磁场中被磁力线切割,进而产生(输出)电流(在发电机模式下),或者在旋转磁场的作用下产生旋转力矩(在电动机模式下),从而实现电能和机械能的转换。例如在直流电机中,当电流通过定子绕组时,产生的磁场会与转子磁场相互作用,从而使转子发生旋转运动,这种转动可以通过轴传递给外部设备,并产生工作效果。

二、盘式电机

盘式电机又称为轴向电机、PCB电机;是一种将电能直接转换成旋转运动机械能的电机,它具有独特的扁平结构,与传统电机有较大区别。
  • 优点:结构紧凑,转矩密度大;定转子轭铁材料适合采用取向硅钢片

  • 缺点:散热困难,加工难度大

  • 应用场合:主要应用于家用电器、汽车领域、工业自动化等场合
1、盘式电机结构
盘式电机的定子和转子通常呈扁平的圆盘状。定子圆盘上分布着绕组,这些绕组在通电时会产生磁场。转子圆盘则与定子相对应,其结构根据不同类型的盘式电机有所差异。


2、盘式电机建模方法
(1)RMxprt建模
基于经验公式和等效电路原理,输入电机基本参数(像定子、转子尺寸、气隙长度等)后通过预定义算法计算性能,如按参数关系计算电磁转矩。其特点包括快速性,能在短时间给出基本性能参数初步估算结果以助于初期方案筛选;参数化设计方便,修改基本参数可快速得到性能变化结果,但由于基于经验公式和等效电路,计算精度有限,对于特殊结构或复杂电磁现象结果可能存在偏差。
(2)Maxwell UDP建模
用户自定义电机几何形状和电磁特性,软件基于有限元分析求解自定义模型的电磁场。它具有精确性,能精确构建模型从而得到准确的电磁场等计算结果,对研究局部电磁特性有效;灵活性方面可定制模型,适用于创新型电机结构设计,但要求用户深入理解电机结构和原理,建模复杂且计算时间可能较长。
(3)外部模型导入(step、igs、xt等格式)
精确几何还原,能保证电机结构准确性,这对分析实际性能很重要;可实现多软件协同工作以利用不同软件优势,但存在模型转换的兼容性问题,导入模型可能需要额外处理才能准确分析。

三、盘式电机公开课

12月10日20时(周二)2024电磁设计仿真创新技术系列报告会第四期我们将邀请10年+电磁仿真工程师,仿真秀优秀讲师——电磁安老师带来单转子单定子盘式电机设计仿真应用线上报告会,届时在仿真秀官网和APP同步直播,支持反复回看。以下是具体安排

2024电磁设计仿真创新(四):单转子单定子盘式电机设计仿真应用-仿真秀直播

(完)


来源:仿真秀App
MaxwellHFSS电路汽车通信理论电机CST材料创新方法
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-12-11
最近编辑:1月前
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