论文题目: 高性能永磁同步电机性能分析与设计
论文类型: 硕士论文
论文专业: 电机与电器
作者: 曹永娟
导师: 林明耀
关键词: 永磁同步电机,场路结合法,有限元分析,电机设计,软件开发
文献来源: 东南大学
发表年度: 2005
论文摘要: 永磁同步电动机具有结构简单、体积小、重量轻和高效节能等一系列优点,近年来得到了迅速发展。高性能稀土永磁材料的出现,其优越的磁性能和相对较低的价格,使得高性能永磁同步电机的开发和研究成为世界各国的热点。本文在介绍永磁同步电动机结构特点和电磁场有限元数值计算方法基础上,借助近些年来发展迅速的电磁场数值计算工具――有限元软件ANSYS,对永磁同步电动机内部电磁场进行分析计算,获得永磁同步电动机空载及负载运行时的交、直轴电枢反应磁场,由此得到磁路法中不易准确计算的一些主要系数和参数,从而实现场路结合法分析电机的性能。本文对永磁同步电机进行设计分析,使用C++程序设计语言,Visual C++集成开发环境,结合有限元计算软件ANSYS,开发高性能永磁同步电动机计算机辅助设计软件,利用该软件对样机进行设计分析,得到永磁同步电机的工作特性,由此分析计算了结构参数对功率因数、效率和失步转矩等的影响。论文通过参数化设计语言APDL,建立了有限元计算软件ANSYS和C++设计程序之间的接口。使用VC++6.0对ANSYS分析永磁同步电机内部电磁场进行二次开发,用户只需在设计分析软件界面中输入参数,系统即能自动调用ANSYS在后台进行计算,得到所需要的数据和图形,并将数据传递给电机分析程序中的磁路计算模块,所得结果图形供设计人员参考。该软件系统具有前台开发友好、方便、易用的人机交互界面,对复杂的、难于理解和掌握的ANSYS命令流进行后台封装,因此,可让即使从未学习过ANSYS软件的工程设计人员也能很好地借助本系统进行永磁同步电机电磁场有限元分析。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题背景和研究意义
1.2 高性能永磁同步电机的发展情况和研究现状
1.3 永磁同步电机性能分析方法
1.4 本文的主要研究内容
第二章 永磁同步电动机的结构特点和基本理论
2.1 永磁同步电动机的结构型式
2.1.1 表面式转子磁路结构
2.1.2 内置式转子磁路结构
2.2 永磁同步电动机分析的基本理论
2.2.1 稳态运行和相量图
2.2.2 稳态运行性能分析
2.3 本章小结
第三章 高性能永磁同步电动机的有限元分析
3.1 永磁同步电动机内部电磁场
3.2 电磁场有限元法基本理论
3.2.1 概念
3.2.2 条件变分问题及其离散化
3.2.3 恒定磁场的边界条件
3.2.4 电机内部电磁场的周期性边界条件
3.3 应用ANSYS分析永磁同步电动机的性能
3.3.1 商用有限元软件ANSYS
3.3.2 对样机的有限元分析
3.3.3 永磁同步电动机空载磁场分析和气隙磁密计算
3.3.4 永磁同步电动机空载反电动势的计算
3.3.5 永磁同步电动机磁路计算中的主要系数
3.3.6 永磁同步电动机负载气隙磁场分析
3.3.7 永磁同步电动机电枢反应电抗的计算
3.4 本章小结
第四章 高性能永磁同步电动机设计与分析
4.1 永磁同步电动机设计与分析
4.1.1 永磁同步电动机设计分析过程
4.1.2 电机设计参数的调整
4.2 永磁同步电动机设计分析软件
4.2.1 软件功能
4.2.2 软件模块
4.2.3 软件界面设计
4.3 本章小结
第五章 高性能永磁同步电动机性能分析软件对ANSYS的封装
5.1 APDL语言介绍
5.2 VC调用ANSYS的程序设计
5.2.1 程序设计的主要原则和功能
5.2.2 VC调用ANSYS程序设计的主要模块和编程方法
5.3 本章小结
全文总结
致谢
参考文献
攻读硕士研究生期间发表论文情况
发布时间: 2007-06-11
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