基于混编有限元程序的少槽永磁直流电机性能分析

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永磁直流电机由传统的电励磁直流电机发展而来,兼有直流电机和永磁材料的诸多优点,从日常生活到国防建设的广泛领域里,都得到了广泛的应用,其中又以中小容量的少槽永磁直流电机所占的比例最大。 该文采用VC++与MATLAB混合编程的技术自行开发了少槽永磁直流电机性能的有限元分析程序,并利用该程序以一台两极三槽永磁直流电机为例,对电机的空载、负载运行性能等进行了有针对性的分析,文章最后形成的完整的程序开发方法和例机性能分析结果,对该类电机的设计优化和其他类型永磁电机的有限元程序开发都具有一定的实用参考价值。该文共分四章。 第一章阐述了课题研究的目的和意义。因为永磁电机较之普通电励磁电机在结构方面更为复杂、磁路组成富于更多的变化,由此引出有限元方法在永磁电机性能分析方面所具有的优越性。同时总结了前人对永磁直流电机的研究情况,并介绍了该文的研究内容。 第二章讲述了混合编程技术和有限元程序的开发方法。其中涉及了MATLAB自带的PDETOOL工具箱的介绍,VC++程序的编制方法,两种语言的数据接口问题。并介绍了有限元前处理中永磁体的数学建模问题以及在后处理中一些主要电机参数的计算方法。 第三章给出了一台例机,并在第二章程序开发的基础上对该电机气隙轴向计算长度及其与永磁体轴向外伸长度的函数关系、电机的空载特性、电机负载运行性能核算程序的形成以及负载转矩脉动等几个方面的问题进行了详细深入的计算和分析。 第四章针对少槽永磁直流电机普遍存在的机壳不对称开孔问题,在定量计算的基础上讨论了其对空载和负载运行时电机磁振动力大小的影响,并提出了一种结构上的改进方案且验证了其有效性。
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