SR电机的电磁场仿真

发布日期:
2022-09-20
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SR电机的优化设计有两个方面:磁体设计和动态性能。

CST EM STUDIO (CST EMS) 可以使用 2D 或 3D 静磁场求解器模拟 SR 电机。这两个求解器共享相同的激发条件、材料和边界条件,但不同之处在于 2D 求解器计算 3D 模型的横截面。参数化和后处理定义独立于求解器类型。例如,可以使用 2D 求解器和 3D 模拟来获取最终效果的校正因子。

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图 1:6/4 SR 电机的 3D 形状
图 1 显示了由 CST EMS 的建模功能创建的 6/4 SR 电机模型。为定子和转子定义了非线性材料。由于对称的几何形状,模拟三对通电线圈中的一对就足够了。

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图 2:没有转子对齐的模型的叠加网格和磁通量线

图 2 显示了由 2D 求解器为未对齐的转子位置计算的磁通量线和矢量势的叠加图像。

像本例这样的磁阻电机由非对称桥式转换器等控制。您可以通过从包含参数数据的查找表中读取数字并执行计算来执行动态模拟。扭矩、磁链和共能等数值可以自动导出为角位移和电流等参数的函数。

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图 3:纵轴 - 磁链 (Wb) 横轴 - 转子位置(角度) 颜色 - 线圈电流 (A)

图 3 显示了通过参数扫描计算的磁链作为电流和角位移的函数。将对齐位置设置为 0°。

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图 4:垂直轴 - 扭矩 (Nm) 水平轴 - 转子位置(角度) 颜色 - 线圈电流 (A)

类似地计算出的扭矩在图 4 中显示为电流和角位移的函数。将对齐位置设置为 0°。

概括

CST EMS 除了上述参数扫描外,还可以优化电机的磁性能。例如,通过优化定子和转子的凸极宽度,可以降低磁通密度的峰值,提高整机刚性。或者,您可以创建具有锥形凸极的模型并优化锥形水平以减少扭矩谐波。


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