場(chǎng)路結(jié)合并考慮耦合的磁力機(jī)械分析與設(shè)計(jì)方法研究.pdf

1、論文簡(jiǎn)要回顧了磁力機(jī)械的應(yīng)用和研究現(xiàn)狀，提出了現(xiàn)有磁力機(jī)械設(shè)計(jì)方法中存在的局限性和不足，分析了系統(tǒng)研究磁力機(jī)械的場(chǎng)量計(jì)算和考慮多物理場(chǎng)間耦合效應(yīng)的設(shè)計(jì)分析方法的重要意義，并根據(jù)現(xiàn)有研究基礎(chǔ)給出了本文研究?jī)?nèi)容和方法。對(duì)磁力機(jī)械設(shè)計(jì)涉及的相關(guān)數(shù)理理論和方法進(jìn)行提煉，給出了磁力機(jī)械設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論體系。 基于場(chǎng)分析方法，針對(duì)常規(guī)設(shè)計(jì)方法計(jì)算電磁參數(shù)中普遍忽略的(如磁阻、漏磁、渦流和集膚效應(yīng)等)、假定的(如磁性材料特性的線性化假設(shè)等)因素

2、及有關(guān)動(dòng)態(tài)問(wèn)題(如轉(zhuǎn)速對(duì)電磁場(chǎng)分布的影響)，用數(shù)值方法作了較詳細(xì)的定量計(jì)算和討論，為設(shè)計(jì)中考慮材料非線性、鐵損、漏磁等因素影響提供了依據(jù)。 對(duì)磁力機(jī)械中電磁作用下的溫度場(chǎng)問(wèn)題，論文討論了現(xiàn)有熱分析中沿用低壓電器的基于牛頓散熱公式的簡(jiǎn)化算法和等效熱路法等方法的局限性，并在給定熱源條件下，對(duì)電磁軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)主要部件用場(chǎng)分析方法進(jìn)行了熱分析，其結(jié)果直觀地給出了溫度場(chǎng)分布和變化規(guī)律，較準(zhǔn)確地反應(yīng)了散熱體各部分熱量的獲取和損失、熱梯度、

3、熱流密度等熱參數(shù)，可作為優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)、合理布置散熱形式的參考。 在多場(chǎng)耦合問(wèn)題中，討論了磁力機(jī)械中多物理場(chǎng)耦合的現(xiàn)象、形式，從宏觀耦合機(jī)理角度對(duì)磁力機(jī)械中多場(chǎng)耦合進(jìn)行了分類，論述了耦合問(wèn)題分析對(duì)磁力機(jī)械設(shè)計(jì)的意義和方法。將磁力機(jī)械耦合問(wèn)題分為單場(chǎng)、兩場(chǎng)、三場(chǎng)及多場(chǎng)局部耦合問(wèn)題及復(fù)雜耦合問(wèn)題分別加以討論。在單場(chǎng)耦合中，討論了結(jié)構(gòu)因素引起的耦合和磁場(chǎng)內(nèi)部的場(chǎng)路耦合分析方法，在兩場(chǎng)局部耦合中，給出了電磁、機(jī)電、熱電、熱磁、磁場(chǎng)與結(jié)

4、構(gòu)場(chǎng)、結(jié)構(gòu)與溫度場(chǎng)等常見(jiàn)耦合分析方法，對(duì)三場(chǎng)及多場(chǎng)耦合問(wèn)題，討論了在可列出各場(chǎng)數(shù)理方程的情況下采用數(shù)值方法分析場(chǎng)間耦合；對(duì)不能用耦合方程明確描述的復(fù)雜耦合分析，提出了將多物理場(chǎng)、多過(guò)程、交互式的全局耦合問(wèn)題轉(zhuǎn)化為各局部耦合問(wèn)題和各子系統(tǒng)間的耦聯(lián)問(wèn)題而得到求解的耦合分析方法。 在上述分析基礎(chǔ)上，論文建立了場(chǎng)路結(jié)合并考慮耦合的磁力機(jī)械設(shè)計(jì)方法，提出用“場(chǎng)”和“耦合”的觀點(diǎn)指導(dǎo)設(shè)計(jì)過(guò)程，以改進(jìn)現(xiàn)有磁力機(jī)械結(jié)構(gòu)和電磁部分設(shè)計(jì)中依賴經(jīng)驗(yàn)參