水下航行器用永磁直流电机漏磁场数值分析.pdf

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1、水下航行器用永磁直流电机漏磁场数值分析李尉，宋保维，胡欲立(西北工业大学航海学院，陕西西安710072)NumericalSimulationofaLeakageMagneticFluxofPermanentMagnetDCMotorsforUnderwaterVehiclesLIWei．SONGBao—wei，HUYU—li(SchoolofMarineEngineering，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710072，China)摘要：基于Magnet软件，对某型水下航行器推受

2、航深影响，结构简单等优点，得到了广泛应用。而进用永磁直流电机漏磁场进行了有限元数值仿真，电动力水下航行器所使用的永磁直流电机漏磁对其得到了电机漏磁场强度与电机距离之间的数值关附近电子仪器的影响也是近来才注意到，特别是由系，也为分析水下航行器推进电机漏磁场对其附近于水下航行器空间狭小这种影响更加严重。电子仪器设备带来的不利影响，提出了一个良好的已有大量文献对永磁直流电机磁场进行了分方法。析，但主要是讨论直流电机的自感和互感l1]，对漏磁关键词：水下航行器；永磁直流电机；漏磁场；场进行分析计算的论文很少有报道。因此，利用有Magnet软

3、件限元法]，对某型水下航行器的推进电机进行了漏中图分类号：TM351磁场数值分析。文献标识码：A1数学模型的建立文章编号：1001—2257(2011)03—0031—03Abstract：BasedontheMagnetsoftware，a对于水下航行器所采用的电机，一般长细比(电leakagemagneticfluxofapermanentmagnetDC机磁钢长度与电枢直径之比)都大于0．3(本文所涉motorforthepropulsionofacertainunderwater及的电机长细比为0．388)，此时端部漏磁很小

4、，所vehicleisnumericallysimulatedbyafiniteelement以对电机漏磁可以只进行二维的求解。由于使用磁method，andthenumericalrelationbetweenthe矢位可以很方便地绘出磁力线分布并求出磁通，目leakagemagneticstrengthandthedistanceofthe前二维电磁场计算大都采用磁矢位。DCmotorisobtained．Furthermore，agoodmethod对于永磁直流电机稳态情况，平面场域n上的ispresentedtoanalyz

5、eadisadvantageousinfluence电磁场问题可表示成边值问题l3]：oftheleakagemagneticfluxofapermanentmagnetDCmotorforthepropulsionofunderwatervehicles(7)+(7)一Jtotheirnearbyelectronicinstrumentsandequip—』r：A—A。(1)mentS．I：)，一一HKeywords：underwatervehicles；permanent)，为磁阻率，y===1／／2，为磁导率；A为磁矢量，ma

6、gnetDCmotor；leakagemagneticflux；Magnetsoftware因为只有轴向分量，故为标量形式；J为源电流密度；H为磁场强度的切向分量；I1为第一类边界条件；为第二类边界条件。0引言X轴和y轴方向的磁力线分量为：电动力水下航行器具有噪声低、无航迹、性能不B一，B一一u)收稿日期：2O10—11—08式(1)的边值问题可以等价为下式所示条件变《机械与电子》2O11(3)·31·电机径向截面半径为20C1TI的圆周上磁场强度至■===霞■一垣_精兰旧翟隔置嘲厦i}!一兰蔓羔兰分布图表及曲线如图9所示。电机径向

7、不同半径上里l；一磁场(即漏磁值)的最大值和最小值如表1所示，电机轴向端部不同距离面上的磁场最大值和最小值如表2所示。啊啊-*丽l曩；-誓■Ⅲ●■4暖~hadedPlotFieldCircleGraph：：：．L图5径向磁场矢量—__l00lOle，T“31100l81．80282O0。1’n，2a11l2O0I，7e5#80¨3001，7l，O24，8_l0O。l9Z16~52O22口{13021。O0i’t％74，eeO0’T⋯3a)001120O日9Tr5l”，Tl，0。，3l，一8O⋯0j40”R吊昌品足品星吕R号0口日，T

8、々0T*’7’{■■l一O『df1÷图9磁场强度分布图表及曲线表1电机径向不同半径上的磁场最大值和最小值图6轴向磁场等位线1——一轴向磁场幅值表2电机轴向不同距离面上磁场最大值和最小值图8轴向磁场矢量从图3可以看出，静态时电机径向磁力