【正文】 可以對(duì)模型進(jìn)行改進(jìn)，從而達(dá)到要求，如圖41所示。分析的對(duì)象可包括非線性的BH曲線(如鋼材、鐵氧體以及永磁體)，材料的各向異性和隨位置變化等特性都包含其中。Maxwell 2D包括交流/直流磁場(chǎng)、靜電場(chǎng)，以及瞬態(tài)電磁場(chǎng)、溫度場(chǎng)分析，參數(shù)化分極，以及優(yōu)化功能，此外Maxwell 2D還能產(chǎn)生高精度的等效電路模型以供Ansoft的SIMPLORER模塊和其它電路分析工具調(diào)用。第四章 電勵(lì)磁雙凸極電機(jī)模型的建立 建模工具的探討 Maxwell以其在電磁場(chǎng)仿真領(lǐng)域中的卓越表現(xiàn)而著稱于世，電磁和機(jī)電元件的設(shè)計(jì)者依靠Maxwell提供的強(qiáng)大功能可以準(zhǔn)確快速的達(dá)到設(shè)計(jì)目的。從能量的表達(dá)式可以看出，只要知道了電場(chǎng)的電勢(shì)分布，就可以得到儲(chǔ)能的大小。因此，我們還要得到許多其他物理量，如磁感應(yīng)強(qiáng)度（和磁通量強(qiáng)度）、電位移通量、電磁場(chǎng)能量、電磁場(chǎng)力及力矩、電感和電容等。 (a) 區(qū)域和單元 (b) 有限元線性插值原理 圖32 一維靜電場(chǎng)問題的區(qū)域和單元最后計(jì)算結(jié)果為（具體過程可參見有關(guān)文獻(xiàn)[12]）：， ， ， 注意結(jié)果中沒有考慮各個(gè)物理量的單位。劃分單元的大小可以不同，視具體情況而定，如場(chǎng)分布比較密，那么采用較小的單元以更多的單元?jiǎng)澐置艿膮^(qū)域。有限元法求解的第一步式劃分單元，即把整體區(qū)域劃分成若干小區(qū)域（或單元）。很明顯，電容器的激勵(lì)和幾何形狀都對(duì)稱于y軸，并且不難知道電場(chǎng)中電力線垂直穿過y軸，使電勢(shì)在對(duì)稱軸上沿x方向的變化率為零，于是這種對(duì)稱結(jié)構(gòu)可用齊次諾依曼邊界條件來表示?？梢赃@樣描述有限元法：把求解的區(qū)域劃分成若干小區(qū)域，這些小區(qū)域稱為“單元”和“有限元”，從而采用線性（當(dāng)然也可以采用非線性）方法求解每個(gè)小區(qū)域，然后把各個(gè)小區(qū)域的結(jié)果總和便得到了整個(gè)區(qū)域的解。諾依曼邊界條件可表示為：(315)其中為諾依曼邊界，n為邊界的外法線矢量，和為一般函數(shù)（可為常數(shù)和零）。至此，我們可以對(duì)方程(311)和(312)進(jìn)行數(shù)值求解，如采用有限元法，解得磁勢(shì)和電勢(shì)的場(chǎng)分布值，然后再經(jīng)過轉(zhuǎn)化（即后處理）可得到電磁場(chǎng)的各種物理量，如磁感應(yīng)強(qiáng)度、儲(chǔ)能。矢量磁勢(shì)和標(biāo)量電勢(shì)對(duì)于電磁場(chǎng)的計(jì)算，為了使問題得到簡(jiǎn)化，通過定義兩個(gè)量來把電場(chǎng)和磁場(chǎng)變量分離開來，分別形成一個(gè)獨(dú)立的電場(chǎng)或磁場(chǎng)的偏微分方程，這樣便有利于數(shù)值求解。這組麥克斯韋方程表明了變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)間相互激發(fā)、相互聯(lián)系形成統(tǒng)一的電磁場(chǎng)。該定律的積分形式可表達(dá)如下：(33) 為電荷體密度(C/m3)，V為閉合曲面S所圍成的體積區(qū)域。這里的電流包括傳導(dǎo)電流（自由電荷產(chǎn)生）和位移電流（電場(chǎng)變化產(chǎn)生）。第三章 電磁場(chǎng)有限元分析簡(jiǎn)介這一章將對(duì)電磁場(chǎng)的基本理論、電磁場(chǎng)有限元求解作簡(jiǎn)單的介紹，簡(jiǎn)要給出了電磁場(chǎng)方程以及有限元求解的基本方法，這章的分析將為第四章的建模提供一定的幫助。勵(lì)磁電勢(shì)為交流量，它的幅值與勵(lì)磁電流成正比。電樞電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)在前半周為去磁，后半周為增磁，由于磁路飽和的影響，總的電樞反應(yīng)為去磁反應(yīng)。電勵(lì)磁雙凸極電機(jī)作為發(fā)電運(yùn)行時(shí)，由于發(fā)出的三相電勢(shì)波形不規(guī)則，并且三相電勢(shì)具有不對(duì)稱性，因此三相繞組通常外接三相全橋整流電路,如圖2－3所示，作為無刷直流發(fā)電機(jī)。轉(zhuǎn)子極弧稍大于定子極弧，對(duì)于電勵(lì)磁雙凸極電機(jī)來說使其相繞組自感和相繞組與勵(lì)磁繞組的互感是轉(zhuǎn)角的一個(gè)分段線性曲線，電機(jī)勵(lì)磁繞組的自感視為常數(shù)，如圖2－2所示。 電勵(lì)磁雙凸極電機(jī)的結(jié)構(gòu)圖21 電勵(lì)磁雙凸極電機(jī)截面圖電勵(lì)磁式雙凸極電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與開關(guān)磁阻電機(jī)類似，其定、轉(zhuǎn)子均為凸極齒槽結(jié)構(gòu)，定子和轉(zhuǎn)子鐵芯均由硅鋼片迭壓而成，但定子上除裝有集中電樞繞組相外，還有勵(lì)磁繞組，轉(zhuǎn)子上無繞組，空間相對(duì)的定子齒上的繞組串聯(lián)構(gòu)成一相。電勵(lì)磁雙凸極電機(jī)作為一種新型的電機(jī)，具有優(yōu)良的電氣性能，正得到越來越多的關(guān)注，對(duì)它的研究有著非常重要的意義。變速恒頻電源由于電能的二次變換，效率也不能進(jìn)一步提高。飛機(jī)電源系統(tǒng)從28V低壓直流，到400Hz 115/200V恒速恒頻交流，到變速恒頻交流，發(fā)展到270V高壓直流。1998年南京航空航天大學(xué)航空電源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在永磁式雙凸極電動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上，提出了一種新型電勵(lì)磁雙凸極無刷直流電機(jī)，并申請(qǐng)了國(guó)家發(fā)明專利[4]。由于附加了永磁磁場(chǎng)，永磁式雙凸極電機(jī)在電機(jī)磁路、運(yùn)行原理、力矩控制特性和系統(tǒng)控制規(guī)律等方面與開關(guān)磁阻電機(jī)相比較有較大的區(qū)別：在控制上，與無刷直流電機(jī)近似；在性能上，與直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)相近。因此，開關(guān)磁阻電機(jī)以其調(diào)速性能好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率高，制造成本低廉等諸多優(yōu)點(diǎn)，得到了迅速的發(fā)展，并在許多場(chǎng)合得到應(yīng)用,但其發(fā)電運(yùn)行時(shí)需要配功率變換器使用。 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)報(bào)告紙電勵(lì)磁雙凸極電機(jī)的建模與仿真方法研究目 錄 摘 要………………………………………………………………………………………………3 Abstract…………………………………………………………………………………………….4第一章 緒論…………………………………………………………………………………....5 電勵(lì)磁雙凸極電機(jī)的發(fā)展……………………………………………………………….….5 飛機(jī)發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展………………………………………………………………………..6 課題研究的目的和內(nèi)容……………………………………………………………………..6第二章 電勵(lì)磁雙凸極電機(jī)…………………………………………………………………....7 電勵(lì)磁雙凸極電機(jī)的結(jié)構(gòu)…………………………………………………………………..7 電勵(lì)磁雙凸極發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型…………………………………………………………..7 發(fā)電運(yùn)行工作原理…………………………………………….................……………….....8第三章 電磁場(chǎng)有限元分析簡(jiǎn)介……………………………………………………………...11 電磁場(chǎng)基本理論…………………………………………………………………………….11 麥克斯韋方程…………………………………………………………………………....11 一般形式的電磁場(chǎng)微分方程…………………………………………………………... 12 電磁場(chǎng)中常見的邊界條件………………………………………………………………13 電磁場(chǎng)求解的有限元法…………………………………………………………………….14 一維有限元法……………………………………………………………………………14 電磁場(chǎng)解后處理…………………………………………………………………………16第四章 電勵(lì)磁雙凸極電機(jī)模型的建立……………………………………………………..17 建模工具的探討…………………………………………………………………………….17 電機(jī)模型的建立…………………………………………………………………………….17 定轉(zhuǎn)子模型……….……………………………………………………………………...17 繞組模型………………….……………………………………………………………...18 電機(jī)材料的分配…………………………………………………………………………19 勵(lì)磁電流方向和大小的判定……………………………………………………………19 相繞組電流方向和大小的判定…………………………………………………………20 給定邊界條件……………………………………………………………………………21 其它條件的設(shè)定…………………………………………………………………………22第五章 電勵(lì)磁雙凸極電機(jī)的靜態(tài)特性…………………………………………………………23 雙凸極電機(jī)的空載磁鏈與電勢(shì)…………………………………………………………….24 空載特性…………………………………………………………………………………….25 負(fù)載特性…………………………………………………………………………………….27第六章 總結(jié)與展望………………………………………………………………………………28致 謝………………………………………………………………………………………………29參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………………………..30附 錄………………………………………………………………………………………………31電勵(lì)磁雙凸極電機(jī)的建模與仿真方法研究摘 要電勵(lì)