基于有限元的永磁同步电机的瞬态场分析

摘要

永磁电机由于结构简单、损耗小、效率高、质量轻、体积小、尺寸形状灵活多样等系列优点，因此被广泛应用于国防、航空航天、工农业生产和日常生活中。为了满足对永磁电机的高性能设计要求，需要对其进行更为精准的计算分析，有必要建立一套适合永磁电机数值计算的方法。本文在有限元法的理论基础和应用技术下，对永磁电机的瞬态过程进行研究，该方法对永磁电机瞬态过程的数值仿真计算研究有重要的意义，主要进行的工作有：  

本文根据实际工程样机的三维几何模型建立了永磁同步电机的二维仿真模型，然后根据有限元离散的计算方法，在永磁同步电机的二维仿真模型的基础上加入外电路模型。将永磁电机的二维仿真模型和电路模型进行耦合，进行永磁同步电机的二维电磁场有限元分析。通过对永磁同步电机物理样机的测试结果，验证了通过有限元离散方法建立的永磁同步电机仿真分析模型的合理性。 

关键词　永磁电机；瞬态场；电磁场；有限元分析

目录

摘要I

目录1

第1章 引言2

1.1 研究背景2

1.2 永磁电机研究现状2

1.2.1永磁同步电机电磁场计算国内外发展状况3

1.2.2永磁电机性能分析方法研究现状4

1.3 本课题研究的内容及主要工作5

第2章 永磁电机的瞬态场及其分析方法6

2.1 电机电磁场的基本理论依据6

2.1.1电机电磁场的数理基础6

2.1.2求解麦克斯韦方程的辅助位函数及其方程7

2.1.3边界条件的类型及处理方法9

2.2 瞬态电磁场的基本方程10

2.3 瞬态电磁场的场路耦合离散模型12

第3章 永磁同步电机瞬态场的有限元分析15

3.1 永磁同步电机设计15

3.2 瞬态场的有限元分析17

3.3 瞬态场仿真结果及其分析17

第4章 总结及展望20

4.1 工作总结20

4.2 工作展望20

参考文献21

致谢23