電機(jī)結(jié)構(gòu)
計(jì)算模塊
電磁方案設(shè)計(jì)(自動設(shè)計(jì))
“電磁方案(自動設(shè)計(jì))”主要功能是基于電機(jī)理論解析和經(jīng)驗(yàn)公式、電機(jī)工程數(shù)據(jù)、優(yōu)化算法自動完成電磁方案設(shè)計(jì)。
電磁方案自動設(shè)計(jì)時(shí),用戶僅需輸入額定參數(shù),即極數(shù)、額定功率、額定電壓和額定頻率,即可自動完成電磁方案定制。用戶無法確定電磁方案的其它參數(shù)時(shí),無需手工輸入,設(shè)置為0,軟件自動計(jì)算這些參數(shù);允許用戶輸入電磁方案的其它參數(shù),如定子鐵心外徑、定子槽數(shù)等,作為固定約束。自動對所有可能的拓?fù)浞桨高M(jìn)行計(jì)算、比較和優(yōu)化,詳細(xì)分析極槽配合、繞組連接,給出一個(gè)或者若干個(gè)合理的優(yōu)選方案。自動設(shè)計(jì)的電機(jī)性能特點(diǎn):高效率、低振動、低噪聲、無齒槽轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)矩平滑、無單邊磁拉力。計(jì)算速度快,工作效率高,使用者無需掌握大量專業(yè)知識。初始階段考慮更多可能方案,快速優(yōu)選優(yōu)化、縮小范圍,制定合理方案,避免后期出現(xiàn)產(chǎn)品某些性能不達(dá)標(biāo)帶來時(shí)間和經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi)。
電磁穩(wěn)態(tài)仿真(等效路法)
“電磁穩(wěn)態(tài)(等效路法)”主要功能是根據(jù)等效磁路和等效電路模型對電磁方案校核計(jì)算。
考慮穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)額定頻率對應(yīng)的基波磁場,將一對極磁路視作等效磁路,利用全電流定理和解析公式計(jì)算磁路特性,包括磁路中的磁壓降和磁通密度;以相電阻和相電感構(gòu)建等效電路模型,利用相量圖和解析公式計(jì)算電路特性,包括等效電路的電阻和電感、電流、電磁轉(zhuǎn)矩、功率因數(shù)、損耗、效率、熱負(fù)荷等。等效電路參數(shù)為相電阻和相電感,包括定子電阻、定子漏感、轉(zhuǎn)子電阻、轉(zhuǎn)子漏感、勵(lì)磁電阻、勵(lì)磁電感等。對不同負(fù)載工況、不同運(yùn)行轉(zhuǎn)速時(shí)的穩(wěn)態(tài)性能均可計(jì)算,輸出設(shè)計(jì)表單。
電磁穩(wěn)態(tài)仿真(網(wǎng)絡(luò)路法)
“電磁穩(wěn)態(tài)(網(wǎng)絡(luò)路法)”主要功能是根據(jù)集中參數(shù)構(gòu)成的電路磁路網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行電磁穩(wěn)態(tài)分析,利用解析公式法進(jìn)行氣隙磁場和磁力分析。
根據(jù)繞組實(shí)際連接建立集中參數(shù)構(gòu)成的電路網(wǎng)絡(luò)模型,根據(jù)磁路實(shí)際結(jié)構(gòu)建立集中參數(shù)構(gòu)成的磁路網(wǎng)絡(luò)模型。利用網(wǎng)孔回路電壓方程,計(jì)算電磁穩(wěn)態(tài)運(yùn)行性能,包括線圈電阻和電感、繞組電阻和電感、繞組磁鏈諧波、繞組電流諧波,定子繞組電流包括線圈電流、繞組支路電流、相電流、線電流和環(huán)流等,轉(zhuǎn)子繞組電流為轉(zhuǎn)子導(dǎo)條電流。利用磁場解析法,計(jì)算定子磁勢諧波、轉(zhuǎn)子磁勢諧波、氣隙磁勢諧波、氣隙磁通密度諧波、氣隙磁力密度諧波、單邊磁拉力諧波、電磁轉(zhuǎn)矩諧波、齒槽轉(zhuǎn)矩諧波等(這里稱諧波時(shí)也包含基波)。利用解析公式對結(jié)果理論說明,明晰結(jié)果與電機(jī)參數(shù)的關(guān)系,充分發(fā)揮理論解析在多諧波分析計(jì)算中的獨(dú)特優(yōu)勢,消除有限元數(shù)值算法引起虛假結(jié)果的干擾。
以單個(gè)線圈為單位進(jìn)行建模和分析,通用性強(qiáng),分析計(jì)算時(shí)詳細(xì)考慮以下內(nèi)容的影響,即任意繞組連接(包括并聯(lián)支路、對稱或不對稱連接)、均壓線連接、鐵心飽和、斜槽、斜極、靜態(tài)偏心、動態(tài)偏心、定子鐵心內(nèi)圓橢形、定子齒內(nèi)圓不同圓、轉(zhuǎn)子齒外圓不同圓、齒上開輔助槽、槽沿圓周不均勻分布、轉(zhuǎn)子鼠籠斷條、空槽等。對于軸向結(jié)構(gòu)分布不一致的情況,如斜槽、斜極,可軸向分段計(jì)算繞組感應(yīng)電勢、氣隙磁通密度諧波、氣隙磁力密度諧波、單邊磁拉力諧波、電磁轉(zhuǎn)矩諧波、齒槽轉(zhuǎn)矩諧波。對不同負(fù)載工況、不同運(yùn)行轉(zhuǎn)速條件均可計(jì)算和分析。計(jì)算完畢后,無需進(jìn)行手工后處理工作,自動輸出顯示時(shí)域圖、頻域圖、曲線圖、云圖、柱狀圖、數(shù)據(jù)表格、理論解析公式說明表單、結(jié)論表單。可以快速實(shí)現(xiàn)眾多拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方案的評估、分析、優(yōu)選、優(yōu)化,尤其是快速實(shí)現(xiàn)高效率、低振動、低噪聲的電機(jī)設(shè)計(jì)。
對于多速鼠籠異步電動機(jī),一般包括雙速鼠籠異步電機(jī)、三速鼠籠異步電機(jī)、四速鼠籠異步電機(jī),由于在某一個(gè)轉(zhuǎn)速或者幾個(gè)轉(zhuǎn)速時(shí),定子繞組連接不對稱,氣隙磁場諧波很強(qiáng),用傳統(tǒng)的等效相電路法難以準(zhǔn)確計(jì)算,用電路磁路網(wǎng)絡(luò)法可以快速準(zhǔn)確計(jì)算。
電磁穩(wěn)態(tài)仿真(有限元法)
“電磁穩(wěn)態(tài)(有限元法)”主要功能是根據(jù)有限單元法對電機(jī)電磁場進(jìn)行穩(wěn)態(tài)分析,利用傅里葉法進(jìn)行氣隙磁場分析。
自動完成有限單元網(wǎng)格剖分、穩(wěn)態(tài)電磁場求解、磁場結(jié)果后處理,詳細(xì)計(jì)算電感參數(shù)、銅耗、鐵心的磁滯損耗和渦流損耗、繞組電流、繞組感應(yīng)電壓、繞組磁鏈、電磁轉(zhuǎn)矩等。利用二維傅里葉法對徑向氣隙磁通密度、切向氣隙磁通密度、徑向氣隙磁力密度、切向氣隙磁力密度進(jìn)行頻域分析,得到諧波的幅值、階次、頻率、相角和轉(zhuǎn)向。自動輸出顯示時(shí)域圖、頻域圖、曲線圖、云圖、柱狀圖、數(shù)據(jù)表格、理論解析公式說明表單、結(jié)論表單。
電磁暫態(tài)仿真(網(wǎng)絡(luò)路法)
“電磁暫態(tài)(網(wǎng)絡(luò)路法)”主要功能是根據(jù)集中參數(shù)構(gòu)成的電路磁路網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行電磁暫態(tài)分析。
根據(jù)繞組實(shí)際連接建立集中參數(shù)構(gòu)成的電路網(wǎng)絡(luò)模型,根據(jù)磁路實(shí)際結(jié)構(gòu)建立集中參數(shù)構(gòu)成的磁路網(wǎng)絡(luò)模型。利用網(wǎng)孔回路電壓方程,計(jì)算電磁暫態(tài)運(yùn)行性能,包括定子電流、轉(zhuǎn)子電流、電磁轉(zhuǎn)矩、齒槽轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子角位移,定子電流包括線圈電流、繞組支路電流、相電流、線電流和環(huán)流等。主要是研究如下問題,即電機(jī)瞬態(tài)特性、起動特性、負(fù)載變化對電機(jī)暫態(tài)的影響、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩脈動、電源諧波的影響、突然短路等。
電磁暫態(tài)仿真(有限元法)
“電磁暫態(tài)(有限元法)”主要功能是根據(jù)場路耦合有限單元法進(jìn)行電磁暫態(tài)分析。
自動完成有限單元網(wǎng)格剖分和磁場結(jié)果后處理,利用有限單元法分析電機(jī)電磁場,并和電路網(wǎng)絡(luò)耦合在一起做電磁暫態(tài)特性計(jì)算,包括線圈電感、繞組電感、繞組磁鏈、繞組電流、繞組電壓、氣隙磁通密度、氣隙磁力密度、電磁轉(zhuǎn)矩、齒槽轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子加速度、轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角度位移等。對不同負(fù)載工況、不同運(yùn)行轉(zhuǎn)速條件均可計(jì)算。可以計(jì)算起動、繞組故障和突然短路等電磁暫態(tài)問題。利用二維傅里葉法對徑向氣隙磁通密度、切向氣隙磁通密度、徑向氣隙磁力密度、切向氣隙磁力密度進(jìn)行頻域分析,得到諧波的幅值、階次、頻率、相角和轉(zhuǎn)向。