基于ansys双转子异步电机结构优化设计

《基于ansys双转子异步电机结构优化设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、学兔兔www.xuetutu.com制造业信总化仿真，建旗ICADICAMICAEICAPP基于ANSYS的双转子异步电机结构优化设计赵晓，冯浩(1．浙江工业大学，杭州310014；2．嘉兴学院，浙江嘉兴314001)0合适躲磁缁寸∥历蜀鲁朔授劳的目≯曩

2、j

3、磐_。碧霸磊曹场≯承

4、

5、露薯毒薯毒lj

6、

7、。謦币固分类号：TM343．2-',13i_文麟号：7f2一2333(2010D4_(贼i02ij11引言我们在研制双转子异步在电机中，永磁体通常是电机中最昂贵的部分，所以电动机时，采用r同一电在保证性能指标的前提下，为提

8、高电机的利用率，降低成机的定子铁芯和绕组，双本，就要求我们正确地选择永磁体材料和合理地设计永转子采用同一型号的电磁体的尺寸，使电机效率和经济效率最优化。本文利用机笼型转子改制而成，且ANSYS有限元分析软件对双转子异步电动机进行仿真保证定子与笼型转子具计算，对电机结构进行优化没计。有相同的气隙长度。内转2双转子三相异步电动机的结构和基本原理子磁钢采用铷铁硼，具有目前，国际卜许多国家都制定了电动机的效率标准，较高的温度系数。从保护环境、节约能源的角度而占，高效率电动机的研制双转子二相异步电和使用推广也是必然的发展趋势。本

9、文研究的是双转子动机的总体结构冈如图1所示。异步电动机是一款以高效节能为目的没计的三相异步电双转子三相异步电动机的截面冈如图2所永。动机，恰如其名，双转子电机具备了笼型转子和内转子两双转子异步电动机的作原理：双转子异步电动机定个转子，通过定、转子的相互作用，从而达到改善功率因子的三相对称绕组加三相电压，在定子绕组中产生三相对数特性和效率特性。称电流，从而产生定子旋转磁场，运行时，内磁转子相对于本文研制定子以n。的转速与旋转磁场一起做同步运行。笼型转子的双转子异步则相对于定子以n的转速旋转(n

10、动机样机是场共同构成同步旋转的气隙磁场，以An的相对速度切割由型号为转子绕组，在转子绕组中产生感应电势、电流，从而产生电Y10011—4三磁转矩，驱动负载。相异步电动机3ANSYS有限元仿真改制而成的，分析为了使研制的永磁体选用铷铁硼双转子异步电38sh，相对可逆磁导率动机的性能和1．07，矫顽力907kA／m。原电机做一个定义空气和定子绕组相合适的对比，对磁导率为1。定、转子机械工程师2010年第4期63学兔兔www.xuetutu.com制造业信总化仿真／埕馥／CAD／CAM／CAE／CAPP冲片：选用DW540—

11、50硅钠片，磁化曲线如图3所示。双转子电机ANSYS模型如图4所示。双转子三相异步电机的电磁场边值方程：：dOxdd()+丢()：一S：4=0LI：VI()一：()+【)L2：vl()()：一．，l设磁场区域为；外部边界为5，满足第一类边界条件，即A=0；为内部媒质之间的交界线(除永磁材料与气隙的交界线)；，J：为永磁材料与气隙的交界线。，1为z方向的向量磁位，为源电流密度；为介质的磁阻率，=l。为不同媒质的磁阻牢。为永磁休而电流密度。本文利用ANSYS软件分析电机的磁力线分布和气隙的磁感应强度，从而来确定永磁体尺寸。

12、电机实现机电能量转换的媒介是气隙磁场，在双转子异步电动机中，建气隙磁场的仃两种勋磁磁源，分别是通以励磁电流的电机绕组和水磁体。永磁体励磁作用产生的磁场，它的磁感应线～一部分与定子绕组相交链，另一小部分则直接穿过电机笼转子的磁轭回到永磁体，同样南定子绕组产生的磁感线也可分为两部分。当永磁体尺寸增加时，它的励磁也会随之增加，在转子磁轭处短路的磁力线也会增加，从而造成大最的浪费。实验仿真磁力线结果如5、图6、罔7所示。转子异步电机进行了电磁研究，为双转子异步电机的结构定、转子间气隙磁感强度仿真结果如8、冈9、图10。优化设计

13、提高了重要的依据，为电机设计和改造提供参考。[参考文献]l1]SaeedMoaveni有限元分析：ANSYS删沦应用lMJ—E京：电子工、n版社，2003．2]ANSYSIns．ANSYS电磁场分析指南[z1．美圈：ANSYSins,2004．[3]ANSYSIns．ANSYS基木过稗手册[zj．美罔：ANSYSIns，2004．14j黄海．采用ANSYS软件进永磁电机的磁场分析[Jj．船电技术，2001(2)：11—15．[5]孔明礼，胡f■喜，海蓉．ANSYS10．0电磁学有限元分析实例指导教程[M]北京：机械工、

14、出版神，20074结语[6]刘圈强r程电磁场有限冗分析M]．J匕京：电子1业版社，2005．由冈5～图l0可以看出，当永磁体厚度为8ram时，磁[7]唐必伦，范群波．ANSYST程应用教程[M]一E京：中国铁道H版社，2003．(编辑启迪)感应线存笼型转子磁轭处现大量短路，造成了大量的浪费随着永磁体尺寸的增加，气隙磁感应强度增长速