电机中电磁场仿真试验研究与探讨new

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1、万方数据第27卷第9期2008年9月实验室研究与探索RESEARCHANDEXPLORATIONINLABORATORYVoI．27No．9Sep．2008电机中电磁场仿真试验研究与探讨杨尔滨，杨欢红，刘蓉晖，李晓华(上海电力学院电力工程系，上海200090)摘要：本文主要探讨了应用MATLAB的编程语言和偏微分方程分析工具(PDE)对电机内部的磁场分布进行数值分析及仿真，得到电机内部电磁场二维分布的直观表现形式。在实践环节中利用仿真十分有助于学生对电机内部电磁场的学习和理解，使学生增强理论分析能力和实践动手能力。更是培养学生创新能力的一种有效手段。关键

2、词：电机电磁场；MATLAB；仿真中图分类号：TP39文献标识码：B文章编号：1006—7167(2008)09—0053—05ResearchandDiscussionofSimulationExperimentonElectromagneticFieldofMotorYANGEr—bin，YANGHuan—hong，LIURong—hui，LIXiao—hua(DepartmentofElectricPowerEngineering，ShanghaiCollegeofElectricPower，Shanghai200090，China)Abstrac

3、t：TheMATLAB’SprogramminglanguageandPDEtoolboxwereusedtoanalyzeandsimulatethemagneticfieldintheinnerofmotorandtoshowthemagneticfield’s2Ddistributivefigureattheinnerofsynchronousmotor．Itcanhelpstudentstolearnandunderstandthemotorelectromagneticfieldatthecourseofexperiment．Bysimulat

4、ion，itwillstrengthenthestudents’skilloftheoryanalysisandpractice．Anditisagoodmethodtotrainthestudents’innovationa-bilitytoo．Keywords：motorelectromagneticfield；MATLAB；simulationCLCnumber：TP39Documentcode·：BArticleID：1006—7167(2008)08—0053—051引言-在理工科学生的学习中，实践环节帮助对工程理论课程中的基本概念的理解有着不

5、可替代的作用，同时也是培养学生对于基础理论的深入理解和动手能力的一个重要组成部分。电气工程理论课程中有关电机内部电磁场分布的学习，对于大学电气工程专业及其自动化专业的学生来说普遍感到抽象、难以理解。虽然试验可以提高学生的分析、动手能力，也是帮助学生掌握相关理论知识的有效手段，但电机中电磁场的分布是实际存在却又摸不着、看不见，在试验中很难得到直观的表现形式，仅凭理论描述和想象要求学生去深收稿日期：2008—04—07作者简介：杨尔滨(1958一)，男，上海市人，副教授，电路电机教研室主任。研究方向：电路、信号与系统，Tel．13371896910；E-ma

6、il：yangeb507@126．tom。人理解确实有一定的困难。如果借助于计算机仿真模拟电机内部空间的电磁场在不同媒质中的分布、变化及与电流的交链情况，便可得到清晰、直观的电磁场的表现形式，与试验相结合更有助于对电机内部空间的电磁场分布特性。目前已有多种针对电磁场进行分析、计算的计算机仿真应用软件，这对于我们的教学和试验都提供了一种辅助手段，也为学生的学习提供更好的支持工具。利用计算机应用软件辅助学习和仿真试验也是培养学生具有创新意识和自主分析能力的必要手段⋯。本文讨论应用MATLAB软件的偏微分方程工具箱(PDEToolbox)进行电机内部电磁场仿真

7、的数值计算方法。应用MATLAB的偏微分方程工具箱进行电磁场仿真，只要输入所需的方程及边界条件，就可以得出图形解，即电磁场的电场或磁场及电位或磁位分布图。从而作为试验的补充，获得试验所无法得到结果。万方数据54实验室研究与探索第27卷2研究电机电磁场解析的方法电机电磁场计算一般归结为研究泊松方程和拉普拉斯方程这两种偏微分方程的求解，同时还要结合具体问题中的特定的边界条件才能获得唯一解。但因求解过程复杂，直接求出解析解十分困难。目前主要的求解电机电磁场方法有：解析法、图解法、模拟法和数值计算法等。由于计算机的飞速发展，数值计算法已经成为电机电磁场的主要分析

8、计算手段。数值计算法主要是将求解的电磁场区域划分为许多网格或单元格，通过数学处理