Maxwell永磁电机仿真计算精讲

     Maxwell永磁电机仿真计算精讲

 本课程主要内容为在Maxwell 2D/3D环境下，以一款内置式V字型永磁同步电机为例，讲解了从磁路法到有限元法的电磁设计仿真计算过程，主要从基础仿真、同步电机内部电磁关系、Maxwell 2D永磁电机仿真计算详解、永磁体温度特性仿真计算和永磁电机参数化仿真计算五个方面来展开的，覆盖了永磁同步电机的全仿真操作过程。

     磁通势是绕组的全电流或安培数，交流绕组产生的磁通势既是空间函数，又是时间函数。第五集主要围绕整距线圈的磁通势及其傅里叶分解展开，图1（a）为整距线圈的示意图，图1（b）为整距线圈的磁通势波形图，图2（1）式为整距线圈的磁通势数学表达式，图2（2）式整距线圈的傅里叶分解表达式，其特点如下：

      1、整距线圈磁通势中只会含有奇次的正弦项；

      2、n次谐波磁通势最大值为基波磁通磁通势最大值的1/n倍；

      3、n次谐波磁通势的极对数为基波的n倍；

      4、当电流按余弦规律变化时，基波和谐波的磁通势幅值都随时间按电流的变化规律而变化，即在时间上为脉振波；

图1 整距线圈及其磁通势

图2 整距线圈磁通势傅里叶分解

      第六集主要围绕整距线圈基波磁通势分解及短距线圈的磁通势展开，图3（3）式是整距线圈基波磁通势分解的表达式，将脉振波分解了两个行波：①两个行波的幅值为原脉振波最大幅值的一半，并且幅值位置随时间而变化；②行波的角速度为dα/dt；③图3（3）式中的第一个行波在电机气隙中朝着+α方向旋转，第二个行波朝着-α方向旋转。

（3）

图3 整距线圈磁通势基波分解

      短距线圈的示意图及其磁通势如图4所示，图5为单相双层短距线圈的磁通势表达式，同样，其只含有奇次的正弦项，其中引入了短距系数kpn，并给出了其计算公式。

图4 短距线圈示意图及其磁通势

图5 单相双层短距线圈磁通势表达式

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