基于电磁-热耦合有限元分析的永磁调速器性能研究.pdf

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1、第1期组合机床与自动化加工技术NO．12016年1月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueJan．2016文章编号：1001—2265(2016)01—0004—06DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2016．01．002基于电磁．热耦合有限元分析的永磁调速器性能研究水刘伟，佟强(1．北京工业大学机械工程与应用电子技术学院，北京100022；2．东北石油大学电气信息工程学院，黑龙江大庆163318)摘要：针对永磁调速器(permanentmagnetdevice，PMD)在三维磁场的仿真计算忽略了导

2、体盘涡流生热对性能的影响，提出一种基于电磁一热耦合的有限元分析方法。利用AnsoftMaxwell和AnsysWork-bench软件搭建永磁调速器的电磁场和温度场耦合仿真模型，分析涡流生热对导体盘及永磁体性能参数的影响，将涡流热功率作为热源载荷导入温度场，并在TransientThermal模块中进行温度场仿真，将温度场仿真结果用于修正永磁调速器的性能参数，最终通过磁场仿真计算输出转矩。仿真结果表明：基于电磁一热耦合计算的转矩结果较改进前相比与实测值误差更小，适用于工程计算。关键词：永磁调速器；涡流；电磁．热耦合；有限元分析；转矩中图分类号：TH164；TG506文献标识码：A

3、ResearchonPerformanceofPermanentMagnetDeviceBasedonFiniteElementAnalysisofElectromagnetic-thermalCouplingLIUWei

4、_．TONGQiang(1．CollegeofMechanicalEngineeringandAppliedElectronicsTechnology，BeijingUniversityofTechnology，Beijing100022，China；2．SchoolofElectricalEngineering&Information，NortheastPe

5、troleumUniversity，DaqingHeilongjiang163318，China)Abstract：Forpermanentmagnetdeviceinthesimulationofthe3Dmagneticfieldignoringtheinfluenceoftheconductoreddycurrentheatonperformance，proposedakindofanalysismethodbasedonfiniteelementelectromagnetic—thermalcoupling．UsingAnsoflMaxwellandAnsysWorkbe

6、nchsoftwareestablishthemod—elofmagneticfieldandtemperaturefieldcouplingofpermanentmagnetdevice．analyzingtheinfluenceofeddyheatontheperformanceparametersofconductorandpermanentmagnet，theeddycurrentthermalpow—erasheatloadintothetemperaturefield，andsimulatingthetemperatureinTransientThermalmodul

7、e，thesimulationresultsofthetemperaturefieldisusedforrevisingtheperformanceparameterofpermanentmag-netdevice，andthefinaloutputtorqueiscalculatedbymagneticfieldsimulation．Thesimulationresultsshowthattheresultoftorquecalculationofelectromagnetic·—thermalcouplingissmallerthanbeforeimprove--ment，t

8、hecalculationmethodofelectromagnetic—thermalcoupfingissuitableforengineeringcalculation．Keywords：permanentmagnetdevice；eddy；electromagnetic—thermalcoupling；finiteelementanalysis；torque有重要的理论意义和工程价值。0引言针对永磁调速器转矩的理论计算，A．C．Smith等永磁调速器具有结构简单、维护方便