航天電機(jī)內(nèi)部多場(chǎng)耦合問(wèn)題數(shù)值計(jì)算模型研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、新型電機(jī)控制理論和稀土永磁材料的快速發(fā)展，永磁電機(jī)在國(guó)防、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活等方面獲得越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。永磁電機(jī)具有體積小、效率高等優(yōu)點(diǎn)，因此，現(xiàn)代航天電機(jī)越來(lái)越多地采用永磁電機(jī)。電機(jī)的運(yùn)行是一個(gè)非常復(fù)雜的物理過(guò)程，涉及到電磁場(chǎng)、溫度場(chǎng)、流體場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)等物理場(chǎng)。通過(guò)準(zhǔn)確的仿真計(jì)算分析，便于我們準(zhǔn)確掌握電機(jī)內(nèi)電磁場(chǎng)和溫度分布情況，及時(shí)改變電機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)，進(jìn)而對(duì)優(yōu)化永磁電機(jī)設(shè)計(jì)方案，減少設(shè)計(jì)成本，提高電

2、機(jī)運(yùn)行效率具有重要意義。
　　在分析國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)上，本文采用間接耦合法，即通過(guò)將第一次場(chǎng)分析的結(jié)果作為第二次場(chǎng)分析的載荷來(lái)實(shí)現(xiàn)兩種場(chǎng)的耦合，進(jìn)行了以下工作：
　　首先根據(jù)傳統(tǒng)計(jì)算電機(jī)損耗的方法，針對(duì)一款航天電機(jī)計(jì)算了其損耗，同時(shí)提出如何利用電磁場(chǎng)分析軟件Ansoft maxwell快速計(jì)算電機(jī)損耗，通過(guò)比較，可以知道傳統(tǒng)計(jì)算誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于Ansoft maxwell計(jì)算結(jié)果。
　　其次介紹了溫度場(chǎng)基礎(chǔ)理

3、論，提出電機(jī)繞組和定子鐵心導(dǎo)熱系數(shù)的等效處理方法，通過(guò)有限元分析軟件ANSYS workbench合理網(wǎng)格劃分及確定邊界條件，確定散熱系數(shù)等，計(jì)算電機(jī)溫度場(chǎng)，得出電機(jī)定子鐵心、繞組、永磁體等各部分溫度分布，為電機(jī)最熱部分的優(yōu)化設(shè)計(jì)及繞組等絕緣材料的耐熱等級(jí)的選取提供了依據(jù)。
　　然后分析計(jì)算了永磁電機(jī)的永磁體與護(hù)套間的配合在高溫、高速下會(huì)發(fā)生應(yīng)力變形，需要準(zhǔn)確計(jì)算過(guò)盈量，通過(guò)理論分析和實(shí)際計(jì)算，為電機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與裝配提供了理論