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。

• 第七集
  

      介绍单层分布线圈组所产生的磁通势，并给出了其数学表达式，对于整数槽绕组而言，一个线圈组中线圈数量为≥1的整数，而在线圈存在于槽中，一个线圈组中的线圈则存在于相邻的槽中，那么由每个线圈所产生的磁通势必然是空间上的函数，相邻线圈磁通势之间的夹角即为用电角度表示的槽距角，线圈组中每个线圈所产生的磁通势矢量之和就为线圈组所产生的合成磁通势，其大小必然小于每个线圈磁通势的代数之和，因此这里引入分布系数的概念，其值≤1。

图1 线圈组磁通势计算公式

      此外还给出了双层短距分布绕组的单相绕组磁通势表达式，各次谐波的振幅随时间按余弦规律变化，而基波磁通势的最大正振幅所在处定义为该相绕组的轴线，下图所示公式中的N为每相绕组串联匝数。

图2 单相绕组的磁通势之双层短距分布绕组

• 第八集
  

      主要介绍三相电枢绕组所合成的基波磁通势，只有基波磁通势才会对转矩有贡献，这是最重要的磁通势成分。从图3所示的基波磁通势表达来看，其是一个行波，也就是旋转磁通势，朝着+α方向旋转，F1是其幅值，且为恒值，特点如下：

      1、幅值为恒值，是一个圆形的旋转磁通势；

      2、转向取决于电流的相序，从领先相向滞后相旋转；

      3、转速为同步转速；

      4、当三相电流中某相电流达到正最大值时，三相合成基波旋转磁通势的正幅值也正好位于该相绕组的轴线处；

图3 三相合成基波磁通势数学表达式

       对于每一相绕组的基波磁通势可以分量两个行波，这两个行波幅值相同、转速相同、转向相反，三相绕组则对应六个行波，它们的空间位置和转向有所不同，幅值和转速均相同，三相绕组的基波磁通势的合成也就是这六个行波的合成，如图4所示。

图4 三相六个旋转磁通势的合成

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