電動汽車用永磁無刷直流電機的有限元分析

通過曲面a磁通等于磁矢位沿這個面的邊界線的閉合線積分。這通常比用磁密B計算容易得多。
（2）計算感應(yīng)電動勢

（3）畫磁力線

二維磁場的B只有兩個分量，比如Bx、By，而A只有一個分量Az，簡寫為A。在二維場中，磁力線就是等A線。

3.6.2　映射結(jié)果到某一路徑上

POST1的一個最有用、功能最強的特征是能夠映射任何結(jié)果數(shù)據(jù)到模型的任意一條路徑上。這樣一來就可以沿該路徑執(zhí)行許多數(shù)學運算和微積分運算，從而得到有意義的計算結(jié)果。有用的附帶好處是，能以圖形或列表方式觀察結(jié)果項沿路徑的變化情況。
（1）定義電機中的氣隙為一條路徑。

（2）將磁感應(yīng)強度B的徑向分量Br映射到路徑上。
（3）沿路徑顯示數(shù)據(jù)，如圖7所示。

3.6.3　用麥克斯韋應(yīng)力張量法計算轉(zhuǎn)矩［4］

麥克斯韋應(yīng)力張量法是由電磁場理論推導出的轉(zhuǎn)矩計算方法。在二維電磁場中，作用于電機定子或轉(zhuǎn)子上的切向電磁力密度電磁轉(zhuǎn)矩由切向力產(chǎn)生，如果沿半徑為r的圓周積分，則電磁轉(zhuǎn)矩的表達式為：

Br，Bθ分別為半徑r處氣隙磁密的徑向和切向分量。

4　結(jié)　語

電磁場是電機能量傳輸?shù)暮诵?，利用有限元方法對電機電磁場參數(shù)的分布和大小可進行準確的數(shù)值計算，可見ANSYS軟件是電機設(shè)計的有力輔助工具。根據(jù)永磁無刷直流電機的工作原理和結(jié)構(gòu)特點，我們對其設(shè)計方法進行了研究。編寫了《永磁無刷直流電動機設(shè)計程序》和《永磁無刷直流電動機電磁場數(shù)值分析程序》，前一個程序的計算結(jié)果作為后一個程序的輸入數(shù)據(jù)，我們?nèi)〈怕酚嬎惴ㄋ俣瓤斓膬?yōu)點，大量的計算（包括優(yōu)化計算）都用磁路法進行，磁場分析法只用于核算電磁轉(zhuǎn)矩等參數(shù)，計算次數(shù)較少，這樣經(jīng)過兩個程序若干次輪換計算，可以得到比較滿意的結(jié)果。我們認為用磁路計算和磁場分析相結(jié)合設(shè)計永磁無刷直流電動機的方法是成功的。通過磁場分析，我們發(fā)現(xiàn)仍有許多問題有待進一步研究，例如轉(zhuǎn)矩的波動問題，采用六相或五相，電機的力矩特性更為合理。

參考文獻：
［1］　周元芳，肖仁山，梁京章，等.稀土永磁無刷直流電動機的設(shè)計研究［J］.廣西電力技術(shù)，1996（2）：1.
［2］King－Jet Tseng，G.H.Chen.Computer－AidedDesign and Analysis of Direct－Driven Wheel MotorDrive［J］.IEEE Transactions on Power Electronics，1997，12（3）：518.
［3］　ANSYS電磁場分析指南［M］，2000.
［4］　胡之光.電機電磁場的分析與計算［M］.機械工業(yè)出版社，1982.(end)