【正文】 t [9] 孫亞萍，混合勵磁雙凸極電機性能研究[碩士學(xué)位論文]，南京航空航天大學(xué)，[10] 王振永等，《電機的數(shù)學(xué)模型和參數(shù)辨識》，機械工業(yè)出版社，1989[11] 劉迪吉，航空電機學(xué)[12] 唐興倫，范群波等編著，《ANSYS工程應(yīng)用教程》，2003年1月[13] 孟小利，嚴仰光等，4/6極與8/12極雙凸極永磁電機的比較，微特電機，2000，第2期：2426[14] 薛定宇，《控制系統(tǒng)計算機輔助設(shè)計——MATLAB語言及應(yīng)用》，清華大學(xué)出版社，1996[15] 李家榮，鄧智泉，沙德尚編著，雙凸極無刷直流發(fā)電機空載特性的分析，微特機，2002年02期[16] Liu Chuang, Zhou Bo, Yan Yangguang, Implementation and Study of a Novel Doubly Salient Structure Starter Generator System, Chinese Journal of Aeronautics, 2002[17] 周波，相蓉，王川云，孟小利，電磁式雙凸極電機電磁特性的理論分析，航空學(xué)報，2003年04期[18] 楊振浩，周波，電勵磁雙凸極電機調(diào)速系統(tǒng)的原理與實現(xiàn)，南京航空航天大學(xué)學(xué)報，2003年02期[19] 胡勤豐，孟小利，嚴仰光，電勵磁雙凸極電機兩種電動控制策略的分析和比較，南京航空航天大學(xué)學(xué)報，2004年02期附 錄用Matlab處理相關(guān)數(shù)據(jù)的程序：load load load load load load load load load load load load load load load load load load load 導(dǎo)入Ansoft中的數(shù)據(jù)；t=1:46。,2)。,2)。,2)。,2)。b13=diff(b3)*t。t=270/2e4b11=diff(b1)*t。set(h,39。set(h,39。set(h,39。set(h,39。 圖61 磁疇示意圖普通電機轉(zhuǎn)子上有永磁體，當(dāng)N極向上時，該處的磁場方向也向上，則定子中的磁疇方向為正（規(guī)定N極向上為正），隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動，在同一點處將經(jīng)歷NSNS的交替，那么磁疇的方向也會隨著發(fā)生正負正負的變化，定子中磁疇方向的不斷變化導(dǎo)致了其互相摩擦而發(fā)熱，而轉(zhuǎn)子中的磁疇由于相對于轉(zhuǎn)子是靜止的，因而轉(zhuǎn)子基本不發(fā)熱。圖53 Ansoft仿真數(shù)據(jù)圖53是用Ansoft仿真得到的各組數(shù)據(jù)，圖示為勵磁電流為6A時的空載數(shù)據(jù)，共45組，即一個電感周期，其余條件下的數(shù)據(jù)同理可以仿出，以下各波形是在此基礎(chǔ)上用Matlab處理（相關(guān)程序可參見附錄）得出的。圖47為各相磁鏈和電流的變化規(guī)律。利用Maxwell 2D的直流磁場模塊可以分析由直流電流、永磁體以及外部激磁引起的磁場。另外，應(yīng)用問題的對稱性，就得到整個區(qū)域的解。為了使有限元中的基本概念更加便于理解，下面以一維有限元法為例簡單介紹有限元法的基本原理。但工程實踐上，要精確得到問題的解析解，除了極個別情況，通常是很困難的。(a)各相勵磁電勢 (b)各相磁阻電勢圖2－5 雙凸極電機運動電勢示意圖電勵磁雙凸極發(fā)電機空載時相電流為零，這時變壓器電勢和磁阻電勢均為零，只有勵磁電勢起作用。圖2－1是12/8極電勵磁雙凸極電機截面圖。電勵磁雙凸極電機具有下列特點：(1)勵磁轉(zhuǎn)矩大于磁阻轉(zhuǎn)矩，且與電樞電流和勵磁電流成正比，在電感上升與下降區(qū)分別通以正負電流時，電機均產(chǎn)生正轉(zhuǎn)矩；(2)不存在電刷和滑環(huán)；(3)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡單堅固，可高速運行；(4)發(fā)電運行不需位置傳感器和可控功率變換器，調(diào)節(jié)勵磁電流可實現(xiàn)調(diào)壓，斷開勵磁電路滅磁，可實現(xiàn)電機系統(tǒng)故障保護。本文在研究電機性能的同時，對Ansoft仿真軟件也進行了比較詳細的探討，在沒有具體資料的情況下，對該軟件有了初步的認識。相應(yīng)的飛機發(fā)電系統(tǒng)也經(jīng)歷了從28V低壓直流發(fā)電系統(tǒng)，400Hz 115/200V恒速恒頻交流發(fā)電系統(tǒng)，變速恒頻交流發(fā)電系統(tǒng)，到270V高壓無刷直流發(fā)電系統(tǒng)[5]。圖2－2 雙凸極電機電感的分段線性曲線雙凸極發(fā)電機的數(shù)學(xué)模型包括磁鏈方程、電壓方程等。 電磁場基本理論 麥克斯韋方程電磁場理論由一套麥克斯韋方程組描述，分析和研究電磁場的出發(fā)點就是對麥克斯韋方程組的研究，包括這個方程的求解與實驗驗證。這兩個量一個是矢量磁勢A（亦稱磁矢位），另一個是標(biāo)量電勢Φ，它們的定義如下：矢量磁勢定義為：(39)也就是說磁勢的旋度等于磁通量密度。描述這個平行板電容器靜電場的微分方程為(316)： x(316)這里實際上僅為x的一元函數(shù)，第一個方程右邊為1是因為激勵電荷密度的結(jié)果。當(dāng)然，以求得的電勢和磁勢為基礎(chǔ)，容易地導(dǎo)出這些物理量，導(dǎo)出這些物理量的過程就是電磁場解后處理，即有限元解后處理。該模塊可自動計算力、轉(zhuǎn)矩、電感和儲能，而其它需要測量的物理量可利用后處理中集成的計算器從磁場計算結(jié)果中提取，此外，后處理還能繪制磁力線、B和H場分布、能量密度以及飽和程度圖。由磁場折射定律，分界面兩側(cè)處磁感應(yīng)強度的方向滿足 ＝＝其中α是磁力線與法線的夾角。 (a) DSEM三相空載磁鏈(If=25A) (b) DSEM三相空載電勢(If=25A) 圖54 電勵磁雙凸極電機空載磁鏈與電勢波形從圖54中可以看出，三相電勢波形隨轉(zhuǎn)角近似呈梯形波；電機A相磁鏈大于B、C兩相磁鏈，其不對稱性是由勵磁繞組的安放位置引起的局部飽和程度不同造成的。figure(1)h=plot(t,If20Ia30(:,14),t,If20Ia60(:,14),t,If20Ia90(:,14),t,If20Ia111(:,14))。figure(5)h=plot(t,If15Ia30(:,13),t,If15Ia60(:,13),t,If15Ia90(:,13),t,If15Ia111(:,13))。figure(9)h=plot(t,If10Ia30(:,14),t,If10Ia60(:,14),t,If10Ia90(:,14),t,If10Ia111(:,14))。figure(13)h=plot(t,If12(:,12),t,If12(:,13),t,If12(:,14))。figure(17)h=plot(t,If3(:,13),t,If6(:,13),t,If10(:,13),t,If12(:,13),t,If15(:,13),t,If20(:,13),t,If25(:,13))。b14=diff(b4)*t。b7=If25(1:46,13)。figure(16)h=plot(t,If25(:,12),t,If25(:,13),t,If25(:,14))。figure(12)h=plot(t,If10(:,12),t,If10(:,13),t,If10(:,14))。figure(8)h=plot(t,If10Ia30(:,13),t,If10Ia60(:,13),t,If10Ia90(:,13),t,If10Ia111(:,13))。figure(4)h=plot(t,If15Ia30(:,14),t,If15Ia60(:,14),t,If15Ia90(:,14),t,If15Ia111(:,14))。在鐵磁物質(zhì)內(nèi)部的任意區(qū)域內(nèi)，由于自發(fā)磁化已經(jīng)使每一個原子磁矩都朝著同一個反向排列起來，除了永磁體外，其它鐵磁性物質(zhì)中的這些小區(qū)域（磁疇）的磁矩都可取不同的方向，使得其疊加起來的總磁矩仍等于零，因而對外不呈磁性。 圖51 電機的有限元劃分 圖52 電機磁鏈分布以下即利用有限元方法仿真得到的電機靜態(tài)特性曲線。在這個過程中，根據(jù)楞次定律，有感應(yīng)電流產(chǎn)生，感應(yīng)電流會感應(yīng)出磁場，其方向?qū)⒆璧K原磁場的變化，由于磁場減小，那么感應(yīng)的磁場會使其增加，即產(chǎn)生一個與原磁場方向一致的磁場，也就是說B相感應(yīng)電流的方向為左正右負，通入正電流，同理在15度到30度時，B相電流為零；30度到45度為左負右正，通負電流。本次畢業(yè)設(shè)計主要是利用其進行直流磁場的分析。從解得的近似節(jié)點電勢值，利用先前介紹的節(jié)點間線性插值，便可以得到（0，d）上各個點的電勢值，從而獲得方向上的電勢分布并進而可得到電場分布。整體區(qū)域劃分成小區(qū)域后，在小區(qū)域上求解