【正文】 顯示電勢波形； 。 b17=diff(b7)*t。 b15=diff(b5)*t。 b13=diff(b3)*t。 t=270/2e4 b11=diff(b1)*t。 b6=If20(1:46,13)。 b4=If12(1:46,13)。 b2=If6(1:46,13)。 b0=If3(1:45,1)。,2)。 set(h,39。,2)。 set(h,39。,2)。 set(h,39。,2)。 set(h,39。,2)。 set(h,39。,2)。 set(h,39。,2)。 set(h,39。,2)。 set(h,39。,2)。 set(h,39。,2)。 set(h,39。,2)。 set(h,39。,2)。 set(h,39。,2)。 set(h,39。,2)。 set(h,39。,2)。 set(h,39。,2)。 set(h,39。,2)。 set(h,39。 畢業(yè)設計 (論文 )報告紙 共 33 頁 第 29 頁 參考文獻 [1] 劉迪吉等編著，《開關磁阻調速電機》，機械工業(yè)出版社， 1994 [2] Y. Liao, F. Liang, T. A. Lipo, “A Novel Permanent Mag Motor with Doubly Salient Structure”, Porceed. of LAS ’92, 1992, pp. 308314. [3] 孟小利，嚴仰光，雙凸極永磁電機的發(fā)展及現狀，南航學報， 1998，第 3 期： 330～ 335 [4] 孟小利，雙凸極無刷直流電機研究報告， 2020 [5] 嚴仰光 主編《航空航天器供電系統》，航空工業(yè)出版社， 1995 [6] 嚴仰光，飛機高壓直流電氣系統的構成與發(fā)展 , 飛機高壓直流電氣系統研討會論文集，2020， pp. 816 [7] 馮慈璋，馬西奎編著，工程電磁場導論，高等教育出版社， 2020 年 6 月 [8] Bulent Sarlioglu, Thomas , nonlinear modeling and simulation of single phase doubly salient permanent [9] 孫亞萍，混合勵磁雙凸極電機性能研究 [碩士學位論文 ]，南京航空航天大學， [10] 王振永等，《電機的數學模型和參數辨識》，機械工業(yè)出版社， 1989 [11] 劉迪吉，航空電機學 [12] 唐興倫，范群波等編著，《 ANSYS 工程應用教程》， 2020 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， 2020，第 2 期： 畢業(yè)設計 (論文 )報告紙 共 33 頁 第 30 頁 2426 [14] 薛定宇，《控制系統計算機輔助設計 —— MATLAB 語言及應用》，清華大學出版社， 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， 2020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, 2020 [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，航空學報， 2020年 04 期 [18] 楊振浩，周波，電勵磁雙凸極電機 調速系統的原理與實現，南京航空航天大學學報， 2020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，南京航空航天大學學報， 2020 年 02 期 附 錄 用 Matlab 處理相關數據的程序 ： load load load load load load load load load load load load load load load 畢業(yè)設計 (論文 )報告紙 共 33 頁 第 31 頁 load load load load 導入 Ansoft 中的數據； t=1:46。 圖 61 磁疇示意圖 普通電機轉子上有永磁體，當 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），隨著轉子的轉動，在同一點處將經歷 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致了其互相摩擦而發(fā)熱，而轉子中的磁疇由于相對于轉子是靜止的，因而轉子基本不發(fā)熱。種類繁多的磁性材料，其不同的磁性能，正是由于不同的磁疇結構及其變化形式所決定。如圖 61 所示是鐵磁性物質某一截面上的磁疇示意圖，圖上每一小箭頭的方向代表了該磁疇的磁矩方向。 根據電磁場的相關理論 ， 建立了電勵磁雙凸極電機 的 Ansoft 模型，利用二維電磁 場有限元法分析了電機的 空載 特性 。 分析了電勵磁雙凸極電機 的 基本結構、工作原理、數學模型。 (a) ??0? (b) ?? ? 畢業(yè)設計 (論文 )報告紙 共 33 頁 第 27 頁 (c) ?? ? (d) ??40? 圖 57 電機空載時磁場分布情況 負載特性 圖 58 為勵磁電流分別為 10A 和 20A 時的負載磁鏈波形。 空載特性 圖 55 為電勵磁雙凸極電機在空載，不同勵磁電流下三相繞組的磁鏈波形。 圖 54 給出了 12/8 極雙凸極電機仿真得到的磁鏈 和感應電勢 波形 。 畢業(yè)設計 (論文 )報告紙 共 33 頁 第 24 頁 圖 53 Ansoft 仿真數據 圖 53 是用 Ansoft 仿真得到的各組數據，圖示為勵磁電流為 6A 時的空載數據， 共 45 組，即一個電感周期，其余條件下的數據同理可以仿出，以下各波形是在此基礎上用 Matlab 處理（相關程序可參見附錄）得出的。 其有限元網格剖分如圖 51 所示 ,由圖可見有限元劃分有疏有密，這是因為在各處磁場分布的疏密程度不同，由實際仿真出的磁 鏈分布圖，即圖 52 得到驗證，網格劃分越密的地方，磁場分布也越密，即能量分布越密。一般說，在磁場分布和變化比較復雜并且非線性嚴重的情況下，采用有限元是十分有效的，它可以準確計算電機的磁場分布和靜態(tài)特性。例如計算轉矩時，需要定義電機的轉動部分，即轉子和軸；計算電感和磁鏈時，需要定義相繞組和勵磁繞組的正負，即規(guī)定正方向。實際仿真得到的結果如圖 48 所示。這樣在接近分界面處的鐵磁質內 B 線幾乎與分界面平行，而且也非常密集， μ 2越大， α 2越接近于 90186。由于兩種媒質磁導率相差懸殊， μ r1? 1，而 μ r2可達數千甚至數十萬，因而除 α 1＝ α 2＝ 0 的特殊情況外，一般總有 α 1α 2 ,且常常是 α 2? 90186。 設分界面媒質 2 一側為鐵磁質，媒質 1 一側為真空或非鐵磁質。圖 47 為各相磁鏈和電流的變化規(guī)律。 假設圖 44(b)時的轉子角度為 0 度，且轉子逆時針方向轉動，勵磁電流方向在上半平面為左正右負， 則在該位置 B 相繞組中的磁鏈最大，隨著轉子的轉動， B 相磁鏈逐漸減小，當轉至 15 度時，減至最小，即零。 畢業(yè)設計 (論文 )報告紙 共 33 頁 第 20 頁 轉 子 轉 向電 流 方 向磁 鏈 方 向定 子轉 子 圖 45 雙凸極電機勵磁電流與磁場的關系 如圖 46 示，將繞組平分，得到的 A1， A2 為一組勵磁，假設磁鏈方向為圖 45 所示，那么電流方向為 A1 進 A2 出，根據要求，勵磁為 4 根并繞 60 匝 20A，其電流大小為 2 60 匝 20A，即 2400A，則在 Ansoft 中分配電流時，每一塊繞組中的電流應為 2400A 2，即 4800A。的位置，磁場方向為向下，同理可得其勵磁電流方向為左進右出，并且隨著轉子的轉動 ，磁場方向將會呈現正弦曲線的變化規(guī)律，那么勵磁電流的大小和方向即會跟隨變化。其中材料 D41 不是 Ansoft 中的默認材料，需要根據參考手冊得到，這里利用了它的 BH 曲線。但由 于 AutoCAD 模型的不完善，在導入過程中出現了一些問題，通過仔細研究發(fā)現，主要是曲線不封閉，利用 AutoCAD 中的剪裁 ，拉伸等工具，可以對模型進行改進，從而達到要 畢業(yè)設計 (論文 )報告紙 共 33 頁 第 18 頁 求，如圖 41 所示。 電機模型的建立 電勵磁雙凸極電機模型的建立對其性能的研究有著非常重要的影響，因而模型的建立至關重要，本小節(jié)將詳細 敘述建模過程。分析的對象可包括非線性的 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。 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。 Maxwell 2D 包括交流 /直流磁場、靜電場，以及瞬態(tài)電磁場、溫度場分析，參數化分極，以及優(yōu)化功能，此外 Maxwell 2D 還能產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用。由于設計者對性能和體積設計封裝的希望，先進而便于使用的數字場仿真技術的需求也顯著增長。 第四章 電勵磁雙凸極電機模型的建立 建模工具的探討 Maxwell 以其在電磁場仿真領域中的卓越表現而著稱于世，電磁和機電元件的設計者依靠 Maxwell 提供的強大功能可以準確快速的達到設計目的。 磁場儲能 與電場類似，磁場的能量可表示為： 畢業(yè)設計 (論文 )報告紙 共 33 頁 第 17 頁 ???????????? ??? ??? dyAxAdBdHBW ne ])()[(12