基于Ansoft的单相串激电动机性能分析.pdf

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1、2014年第4期煤矿机电·29·基于Ansofl的单相串激电动机性能分析上官璇峰，史本龙，杨慧敏(河南理工大学电气工程与自动化学院，河南焦作454000)摘要：以单相串激电动机为例，利用Ansofl电磁场仿真软件仿真了单相串激电动机在交流和直流电源供电时的运行情况，并对其运行性能进行了研究。通过仿真及理论分析可知，单相串激电动机在交流电源转矩的平均值和在直流电源的转矩大小相等，但其转速要比交流电源高，且效率也高。该运行特性为一些特殊场合使用单相串激电动机需要选择电源的情况下提供了依据，也为今后的研究提供一定的参考价值。关键词：单相串激电动机；交直

2、流电源；特性分析；仿真中图分类号：TM331+．1；TM344+．1文献标识码：A文章编号：1001—0874(2014)04—0029—05PerformanceAnalysisofSingle—PhaseSeriesExcitedMotorBasedonAnsoftShangguanXuanfeng，ShiBenlong，毙愕Huimin(SchoolofElectricalEngineeringandAutomation，HenanPolytechnicUniversity，Jiaozuo454000，China)Abstract：Take

3、sasingle-phaseseriesmotorasanexample，simulatesitsworkingsituationunderalternatinganddirectcurrentbasedonAnsoflfiniteelementanalysissoftware．Throughsimulationandtheoreticalanalysis，getstheaveragevaluesofthetorqueofsingle-phaseseriesmotorundertheDCpowersourceandtheaveragevalues

4、ofthetorqueundertheACpowersourceareequal．AndundertheDCpowersource，thespeedofsingle—phaseseriesmotorislowerthanthespeedunderACpowersource，andthesamewiththeefficiency．Thisoperationperformanceanalysisprovidesthereferenceforsomespecialoccasionsthatneedtochoosethepowersandalsoprov

5、idesthereferencevalues．Keywords：single—phaseseriesexcitedmotor；AC／DCpower；performanceanalysis；simulation0引言单相串激电动机具有很多优点，比如使用简单、调速方便、转速高、体积小、起动转矩大、过载能力强等¨。。由于单相串激电动机具有软的机械特性，以及良好的启动性能，故被广泛地应用于各种电动工具、搅拌机械以及医疗器械等设备中。从结构上来看，单相串激电动机是具有电刷和换向器的交直流电动机，其定子由定子铁心和安装在磁极上的激磁绕组所组成，主要是产生激磁

6、磁通，并起到支撑整个电动机的作用。考虑到交变磁场的涡流损耗问题，定子铁心由硅钢片叠压而成；转子的作用是产生电磁转矩，通过转轴来带动电动机的负载，使电能转换为机械能，转子由电枢绕组、电枢铁心和换向器等组成。由于定子的激磁绕组与电枢绕组串联，故单相串激电动机可以交直流两用¨1。对于普通的电动机，其电源一般只有直流电源或交流电源其中的一种，而根据单相串激电动机自身的结构特点，它既可在交流电源下运行，又可在直流电源下运行，故利用Ansoft电磁场仿真软件，仿真单相串激电动机分别在交流和直流供电情况下的运行情况。通过仿真对比及理论分析，对单相串激电动机在两

7、种电源下运行时的转矩、转速及效率情况加以研究，得出单相串激电动机在两种电源下运行时各自的特点，并对比分析了单相串激电动机在两种电源下各种性能的优劣，为在一些特殊场合使用单相串激电动机需要选择电源时提供一些依据，也为今后对单相串激电动机的研究提供一定的参考。·30-煤矿机电2014年第4期1模型的建立如某一单相串激电动机主要技术指标为：电源：220V；输入功率P：140±5％W；额定转速n：14000±5％r／min；额定效率'7：≥60％；功率因数cos妒=0．966[3]。采用Ansofi电磁场仿真软件对单相串激电动机进行建模，并对单相串激电动

8、机的动态性能进行仿真研究M1。1．1物理建模1)在Auto．CAD中画出单相串激电动机的平面图。2)导人Ansofl电磁场仿真软件，设置