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    产品类别:直线电机

    产品简介:防爆电机 ( EXPLOSION - PROOF ELECTR IC MACH INE ) 2008年第 4期 第 43卷 (总第 143期 ) 直线电机电磁场的有限元计较 陈红艳, 张昆仑 西南交通大学磁浮列车与磁浮身手考虑所, 四川成都 ( 610031) 摘

产品说明

  防爆电机 ( EXPLOSION - PROOF ELECTR IC MACH INE ) 2008年第 4期 第 43卷 (总第 143期 ) 直线电机电磁场的有限元计较 陈红艳, 张昆仑 西南交通大学磁浮列车与磁浮身手考虑所, 四川成都 ( 610031) 摘 要 直线电机因为构造奇特, 存正在 边沿效 应, 较 转动电 机难分 析。有限元 解析 法子 首要 使用正在电机电磁场的解析中, 使 用 A nsoft软件 辅助直 线感想 电机的 策画和 解析, 对电机 的磁 场分 布和运转职能举办仿真给出了仿真结果, 并 对仿真法子作了扼要的注脚。 闭节词 直线电机; A nsoft; 职能解析 中图分类号 TM 359. 4 文献标识码 A 作品编号 1008 7281( 2008) 04 0020 03 FEM Calcu lation of E lectrom agnetic F ield of L in earM otor ChenH ongyan and Zhang K unlun Ab strac t L inear m otor have the end effect because of its specia l structure, so it is m o re diff icu lt to ana ly ze than genera l mo tor. FEM ( finite e lem ent m ethod) is m a in ly used to ana lysis e lectrom agnet ic field. In th is paper, the design and analysis of linear induction m o tor is carried out by A nsoft so ftw are. The d istribut ion o f m agnetic field and operation perform ance of m o tor are sim ulated and the result is g iven, and the simu lation m ethod is ins tru cted. Key words L inear m oto r; Anso f;t perfo rm ance ana lysis 0 短序 直线电机与转动电机有形似之处, 即当直线 电机的低级绕组通入三相对称电流后, 便会正在气 隙中出现与转动磁场相犹如的沿直线偏向转移的 行波磁场, 次级正在此磁场的效力下将出现定向的 直线运动。然则, 直线电机与转动电机差异之处 是, 由于前者死心开断, 不像后者那样具有闭合圆 环形势, 而是长直的, 两头开断。因为死心及其安 置正在槽中的绕组不毗连, 因此各相之间的互感不 相当, 也即是说, 纵使正在低级上加个三相对称相易 电压, 正在各相绕组出现的电流现实上也是错误称 及电导率的影响, 此时的横向磁场散布的出现不 平均, 即第二类边沿效应, 也是需求琢磨的。因为 其构造的奇特性, 其职能目标与古板的转动感想 电机分别较大。横向边沿效应, 极端是端部效应 的存正在, 使得直线感想电机的瞬态性子解析要比 转动感想电机贫苦的众。近些年来, 有限元法子 正在电机电磁场的题目的求解已被寻常运用。有限 元贸易化软 件已成为电机 策画和解析的重 要工 具。此中 Ansoft公司的 M axw e ll 2D 软件, 正在低频 二维电磁场仿真方面具有增色的职能。采用这一 软件对单边型直线感想电动机举办解析考虑。 的。愚弄对称分量法对电 机的三相电 流举办分 解, 能够认识成正序电流、负序电流和零序电流。 对应这三种电流正在气隙中出现三种磁场, 即正向 行波磁场、反向行波磁场和脉振磁场。反向行波 1 M axw e ll 2D 软件简介 A nsoft公司 是全 球最 大 的提 供 以 电磁 技 术 为 重心的 专业 EDA 厂商。Ansoft系列软件由 该公 磁场和脉振磁场的效应无论是否琢磨次级的反作 司开采, 其 中的 M axw e ll 2D 模块 是一个 成效 强 用都是存正在的, 即所谓的第一类边沿效应。另一 方面, 当短低级直线感想电机的次级导体板以高 速相对待低级运动时, 正在低级的进入端和脱节端 会出现磁场畸变, 这是因为次级导体板中的涡流 大、结果正确、易于利用的二维电磁场有限元解析 软件。M axw e ll 2D以解析涡流、位移电流、集肤效 应和相近效应具有不行疏忽效力的体例, 取得电 机、母线、变压器、线圈等电磁部件的具体性子, 功 使进入端的磁场 消弱, 脱节 端的磁场加 强所致。 率损耗、线圈损耗、某一频率下的阻抗、力、转矩、 这品种型的磁场畸变称为第二类纵向边沿效应。 电感、储能等参数也能够主动计较, 同时也能够给 对待寻常的电机, 电磁气隙与低级死心宽度的比 出全体相 位的磁力线、磁场强度 ( H ) , 磁通 密度 值较小, 次级宽度又大于低级死心宽度, 第一类横 向边沿效应可不必琢磨。当相正在次级导体板宽度 ( B) 、能量密度、温度散布等图形结果。其余还能 主动计较力、转矩、电感以及百般线期 ) ( EXPLOSION - PROOF ELECTR IC MACH INE ) 防爆电机 各向异性资料中的饱和题目。此中的瞬态场模块 则用于电压、电流源为非正弦鞭策, 或者模子中的 物体处于平动或转 动形态的情状, 或者磁 场、能 量、力、功率 损耗、速率 等物理 量是年华 函数等。 这一特质对待修模、解析和计较直线感想电机是 相当简单的。M axw e ll 2D / 3D 软件目前己经被广 泛运用于电机、电子、汽车、航空、航天、生物医学 和邦防军工等规模, 全邦上闭连规模的至公司如 西门子、通用汽车、NASA (美邦邦度航空和宇宙航 行局 )等知名企业和机构。 2 直线感想电机电磁解析 M axw e ll 2D软件相对待其它有限元解析贸易 软件来说, 利用起来相对照较简便。利用者仅需 对所计较的题目做出回复, 动作输入, 便能获取所 需的结果, 不需求明晰有限元法求解的详明流程。 利用 M axw e ll 2D 软件, 对直线感想电机举办仿真 解析, 最首要的是设置仿真模子, 其流程如下: ( 1)选拔求解器, 这里咱们选拔 T ransient求解; ( 2) 凭据直线感想电机各局部设 计尺寸, 画出电 机二维几何模子; ( 3) 确定直线感想电机各局部 的资料属性; ( 4) 确定有限元计较的畛域前提和外 加电源; ( 5)选拔奉行参数, 如受力、转矩、损耗等; ( 6) 确定动 态参量, 包 括确定 运动边 界、外加载 荷、年华步长等; 结束以上六个环节往后, M axw e ll 2D 软 件就 能够 对此 模子进 行瞬 时参 数扫 描求 解。 3 修模与求解 凭据以上的环节, 本文对一扁平单边型复合 次级直线感想电动机空载起动举办仿真解析。电 机策画参数如外 1所示。正在 Ansoft中的几何模子 如图 1所示。 外 1 直线感想电动机算例参数 序号 项目 单元 计较参数 1 气隙圭臬值 g mm 2 额定输出功率 kW 3 额定电压 V 4 额定电流 A 5 低级绕组电阻 6 低级绕组泄电抗 7 次级铝厚 mm 8 次级铁厚 mm 9 质地 kg 10 极数 11 极距 mm 12 每极每相槽数 13 总槽数 14 槽深 mm 15 槽宽 mm 16 定子死心硅钢片型号 17 电机绕组时势 10 1 20 1 100 1 67 0. 107 0. 500 7 25 1 480 8 280. 8 3 79 80 20 50A 470S i_F e 双层短距 3. 1 磁场解析 图 2为直线感想电机的二维有限元剖分图。 图 2 有限元剖分结果 图 3为 t= 0. 325s时的磁场散布。688彩票 图 3 t= 0. 325s时的磁场散布 图 4为 t= 0. 325s时气隙中磁场磁通密度随 身分的散布。 图 1 AN SO FT M axw e ll 2D 的直线 气隙中磁场磁通密度随身分的散布 ( t= 0. 325s) (下转 27页 ) 21 2008年第 4期 第 43卷 (总第 143期 ) ( EXPLOSION - PROOF ELECTR IC MACH INE ) 防爆电机 节能的宗旨; 负载重时, 则升高电机端电压, 确保 电机寻常运转。 6 有的软起动器为什么装有旁途接 触器 大无数软起动器正在晶闸管两侧有旁途接触器 触头, 其便宜是: ( 1) 限制柜具有了两种起动方法 ( 直接起动、 软起动 ) ; ( 2) 软起动终了, 旁途接触器闭合, 使软起动 器退出运转, 直至泊车时再次加入, 如此既伸长了 软起动器的寿命, 又使电网避免了谐波污染, 还可 删除软起动器中的晶闸管发烧损耗。 7 软起动器合用于哪些局面 法则上, 笼型异步电动机凡不需求调速的各 种运用局面 都可合用。目 前的运用范 围是相易 380V (也可 660V ) , 电机功率从几千瓦到 800kW。 软起动器极端 合用于百般泵 类负载或风机 类负 载, 需求软起动与软泊车的局面。同样对待变负 载工况、电动机永远处于轻载运转, 只要短时或瞬 间处于重载局面, 运用软起动器 ( 不带旁途 接触 器 )则具有轻载节能的成就。 8 结语 跟着电力电子身手的神速繁荣, 软起动器取得 寻常运用, 它不单告竣正在全体起动流程中无膺惩而 滑润的起动电机, 并且可凭据电动机负载的性子来 治疗起动流程中的参数, 如限流值、起动年华等。 其余, 它还具有众种对电机保卫成效, 这就从基本 上办理了古板的降压起动修筑的诸众弱点。 孙 东 男 1982年生; 现从事矿用电机产物的研发就业. 收稿日期: 2008 03 10. (上接 21页 ) 3. 2 仿真结果 直线感想电机起动时推力、法向力弧线随时 间的转移弧线 直线感想电机仿真结果 这些弧线与常睹的试验弧线相相仿。除此以 外还能够旁观线圈电流、电压、感想电动势、转子 磁链等。采用 M axw e ll2D对直线感想电动机举办 电磁解析和仿真考虑, 能够取得电机的电磁场分 布, 并能反应出直线感想电动机瞬态职能。通过 仿真解析, 能够避免 策画 试制 改正 的繁杂过 程, 对待策画职员来说, 大概通过软件的解析来及 时创造策画的缺陷, 妥贴调解策画参数, 使电机的 职能取得优化。 参考文献 [ 1] 刘邦强, 赵 凌志, 蒋继娅. A nsoft工 程电 磁场有 限元 解析 [M ] . 北京: 电子工业出书社, 2005: 133 143. [ 2] 裘昌利, 张红梅, 刘少克. 基于 Anso ft的直线 感想电 机职能解析. 微特电机. 2006. 11: 22 26. [ 3] 张红梅. 直线感想电机 牵引体例 的仿真及磁 浮交通 中电磁力的计较. 邦防科技大学 硕士学位论文. 2005. 陈红艳 女 1982年生; 西南交 通大学硕 士考虑生, 考虑偏向 为线性驱动. 收稿日期: 2008 04 08. 27

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