永磁同步發(fā)電機的性能指標(biāo)和基本結(jié)構(gòu)該稀土永磁發(fā)電機經(jīng)變流設(shè)備帶動一組脈沖負載，要求電機輸出兩組三組電壓*33V（相電壓），功率為2kW，電壓變化率為±2./.，電機轉(zhuǎn)速為24000r/min，體積和重量要求極為嚴(yán)格。電機采用R2Co「（釤鈷2：17）永磁體，轉(zhuǎn)子采用6對極瓦片式結(jié)構(gòu)，外加不銹鋼緊固套，定子采用36槽結(jié)構(gòu)定子繞組輸出出頻率為Siemens 6ES5951-7LB21版本的Siemens 6ES5951-7LB21模塊進行電機電磁場分析，可分為三個階段：前處理、運行計算和后處理。
這一階段包括定義單元類型、建立分析模型和定義各部分材料的性質(zhì)。單元類型定義為電磁分析（Electromagnetic）軸對稱型。本文設(shè)計的稀土永磁發(fā)電機為6對極對稱結(jié)構(gòu)，其電磁場分析模型采用一個極距范圍，如所示。模型可用ANSYS提供的用戶界面Workplane繪制，也可由Prc/E、UG或AUTOCAD繪制然后讀入。
輸入各種材料的性能：永磁材料的磁導(dǎo)率和矯頑力，非導(dǎo)磁材料（空氣、線圈、磁隔）的磁導(dǎo)率，定子鐵心（硅鋼片）和轉(zhuǎn)子磁軛（電工純鐵）的磁化曲線，然后將其一一賦予模型，再將模型中各材料面積融合為一體，如所示。
條件、施加激勵和運行計算。選定整個模型進行網(wǎng)格剖分，如所示。然后將電樞部分面積設(shè)為電樞，將內(nèi)外兩條弧線設(shè)為平行于磁力線的邊界，若求解的是負載情況，在槽部加電流密度激勵，最后進行運行計算。
網(wǎng)格剖分包括繪制磁密分布圖、磁力線圖、磁場強度圖，求解電磁作用力或電磁轉(zhuǎn)矩等。、5、6分別是電機空載時的磁密、磁場強度、磁力線分布圖，也可以采用列表的方法將各單元數(shù)值列出。通過圖形可以清楚地看出各部分磁密分布，磁場強度的大小，計算出磁鋼的空載工作點以及各個電磁計算中所需要的系數(shù)，負載情況與此類似，從而在直觀明了的情況下完成電機的電磁設(shè)計。
磁密分布圖本文稀土永磁同步發(fā)電機的設(shè)計，通過AN~SYS進行電機電磁場數(shù)值計算，很好地完成了設(shè)3.2運行處理這一階段包括：網(wǎng)格剖分、設(shè)定電樞、加邊界計任務(wù)，滿足了電機電壓變化率土2 7.的要求。樣磁場強度分布圖磁力線圖機測試空載輸出電壓和負載輸出電壓如、8所示。圖中空載相電壓分別是33.41V、32.73V、32.81V.負載相電壓分別是33.42V、32.95V、負載電壓波形圖ANSYS通用有限元分析軟件，具有極強的前后處理功能和較高的分析精度，并且使用方便，常用于結(jié)構(gòu)和傳熱方面的分析，在電磁場分析方面也能取得很好的應(yīng)用。
ANSYS應(yīng)用于永磁電機設(shè)計使用極為方便，結(jié)果直觀明了，使永磁電機設(shè)計更加準(zhǔn)確和直觀。
對于大型永磁電機或?qū)囟纫筝^高的永磁電機的設(shè)計，ANSYS的電磁熱、電熱多物理場耦合分析功能將會起到很大的作用。
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