基于MATLAB的永磁无刷电机磁网络分析

发布时间：2018-10-30 18:25

【摘要】：本文主要介绍电机磁网络分析方法在永磁无刷电机性能分析中的应用。目前,电机初步设计阶段主要采用磁路法初步设计,有限元法精确计算的方法。磁路法计算量小但不精确,有限元法计算结果精确但计算时间长,计算量大。动态磁网络分析方法(DRM)是一种精度和计算速度相兼顾的分析方法,将电机剖分成等效磁网络模型。依靠MATLAB进行电磁性能计算,相对磁路法更能满足设计需要,同时缩短了计算时间。本文首先介绍动态磁网络原理,然后基于动态磁网络原理对一台航空用永磁无刷直流电机进行剖分,构建该研究对象的动态磁网络模型,分析了均匀气隙条件下的气隙磁导动态计算方法,并在MATLAB平台编写了该型永磁无刷直流电机的磁网络仿真程序。利用该磁网络仿真程序对永磁无刷直流电机分别进行空载状态和带载两种情形下电磁性能分析。空载额定速度运行情况下,分析了永磁无刷直流电机的空载反电势波形,磁链波形,空载气隙磁场分布,永磁体厚度对磁密大小影响快速计算。带负载运行情况下,使用动态磁网络法分析了电磁转矩波形以及电机电枢绕组自感和互感值。最后动态磁网络仿真结果与有限元仿真结果相比较,验证了磁网络模型的有效性。
[Abstract]:This paper mainly introduces the application of magnetic network analysis method in the performance analysis of permanent magnet brushless motor. At present, the magnetic circuit method and the finite element method are mainly used in the preliminary design of the motor. The calculation of magnetic circuit method is small but imprecise, the finite element method is accurate, but the calculation time is long, and the calculation amount is large. The dynamic magnetic network analysis method (DRM) is an analytical method which combines precision and calculation speed. The motor is divided into an equivalent magnetic network model. Compared with the magnetic circuit method, the electromagnetic performance calculation based on MATLAB can meet the needs of design and shorten the calculation time at the same time. In this paper, the principle of dynamic magnetic network is introduced, and then a permanent magnet brushless DC motor for aviation is divided based on the principle of dynamic magnetic network, and the dynamic magnetic network model of the research object is constructed. The dynamic calculation method of air gap magnetic conductivity under uniform air gap condition is analyzed, and the magnetic network simulation program of the permanent magnet brushless DC motor is compiled on the MATLAB platform. The electromagnetic performance of permanent magnet brushless DC motor is analyzed under the condition of no-load and no-load respectively by using the magnetic network simulation program. Under the condition of no-load rated speed, the influence of no-load anti-EMF waveform, flux linkage waveform, no-load air-gap magnetic field distribution and permanent magnet thickness on magnetic density of permanent magnet brushless DC motor is analyzed. The electromagnetic torque waveform and the self-inductance and mutual inductance of armature winding are analyzed by using the dynamic magnetic network method under the condition of load operation. Finally, the dynamic magnetic network simulation results are compared with the finite element simulation results to verify the effectiveness of the magnetic network model.
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM33

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本文编号：2300806