電機結構
計算模塊
電磁方案設計(自動設計)
“電磁方案(自動設計)”主要功能是基于電機理論解析和經驗公式、電機工程數據、優化算法自動完成電磁方案設計。
電磁方案自動設計時,用戶僅需輸入額定參數,即極數、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時,無需手工輸入,設置為0,軟件自動計算這些參數;允許用戶輸入電磁方案的其它參數,如定子鐵心外徑、定子槽數等,作為固定約束。自動對所有可能的拓撲方案進行計算、比較和優化,詳細分析極槽配合、繞組連接,給出一個或者若干個合理的優選方案。自動設計的電機性能特點:高效率、低振動、低噪聲、無齒槽轉矩、轉矩平滑、無單邊磁拉力。計算速度快,工作效率高,使用者無需掌握大量專業知識。初始階段考慮更多可能方案,快速優選優化、縮小范圍,制定合理方案,避免后期出現產品某些性能不達標帶來時間和經濟上的浪費。
電磁穩態仿真(等效路法)
“電磁穩態(等效路法)”主要功能是根據等效磁路和等效電路模型對電磁方案校核計算。
考慮穩態運行時額定頻率對應的基波磁場,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建等效電路模型,利用相量圖和解析公式計算電路特性,包括等效電路的電阻和電感、電流、電磁轉矩、功率因數、損耗、效率、熱負荷等。等效電路參數為相電阻和相電感,包括定子電阻、定子漏感、轉子電阻、轉子漏感、勵磁電阻、勵磁電感等。對不同負載工況、不同運行轉速時的穩態性能均可計算,輸出設計表單。
電磁穩態仿真(網絡路法)
“電磁穩態(網絡路法)”主要功能是根據集中參數構成的電路磁路網絡模型進行電磁穩態分析,利用解析公式法進行氣隙磁場和磁力分析。
根據繞組實際連接建立集中參數構成的電路網絡模型,根據磁路實際結構建立集中參數構成的磁路網絡模型。利用網孔回路電壓方程,計算電磁穩態運行性能,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、線電流和環流等,轉子繞組電流為轉子導條電流。利用磁場解析法,計算定子磁勢諧波、轉子磁勢諧波、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、電磁轉矩諧波、齒槽轉矩諧波等(這里稱諧波時也包含基波)。利用解析公式對結果理論說明,明晰結果與電機參數的關系,充分發揮理論解析在多諧波分析計算中的獨特優勢,消除有限元數值算法引起虛假結果的干擾。
以單個線圈為單位進行建模和分析,通用性強,分析計算時詳細考慮以下內容的影響,即任意繞組連接(包括并聯支路、對稱或不對稱連接)、均壓線連接、鐵心飽和、斜槽、斜極、靜態偏心、動態偏心、定子鐵心內圓橢形、定子齒內圓不同圓、轉子齒外圓不同圓、齒上開輔助槽、槽沿圓周不均勻分布、轉子鼠籠斷條、空槽等。對于軸向結構分布不一致的情況,如斜槽、斜極,可軸向分段計算繞組感應電勢、氣隙磁通密度諧波、氣隙磁力密度諧波、單邊磁拉力諧波、電磁轉矩諧波、齒槽轉矩諧波。對不同負載工況、不同運行轉速條件均可計算和分析。計算完畢后,無需進行手工后處理工作,自動輸出顯示時域圖、頻域圖、曲線圖、云圖、柱狀圖、數據表格、理論解析公式說明表單、結論表單。可以快速實現眾多拓撲結構方案的評估、分析、優選、優化,尤其是快速實現高效率、低振動、低噪聲的電機設計。
對于多速鼠籠異步電動機,一般包括雙速鼠籠異步電機、三速鼠籠異步電機、四速鼠籠異步電機,由于在某一個轉速或者幾個轉速時,定子繞組連接不對稱,氣隙磁場諧波很強,用傳統的等效相電路法難以準確計算,用電路磁路網絡法可以快速準確計算。
電磁穩態仿真(有限元法)
“電磁穩態(有限元法)”主要功能是根據有限單元法對電機電磁場進行穩態分析,利用傅里葉法進行氣隙磁場分析。
自動完成有限單元網格剖分、穩態電磁場求解、磁場結果后處理,詳細計算電感參數、銅耗、鐵心的磁滯損耗和渦流損耗、繞組電流、繞組感應電壓、繞組磁鏈、電磁轉矩等。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行頻域分析,得到諧波的幅值、階次、頻率、相角和轉向。自動輸出顯示時域圖、頻域圖、曲線圖、云圖、柱狀圖、數據表格、理論解析公式說明表單、結論表單。
電磁暫態仿真(網絡路法)
“電磁暫態(網絡路法)”主要功能是根據集中參數構成的電路磁路網絡模型進行電磁暫態分析。
根據繞組實際連接建立集中參數構成的電路網絡模型,根據磁路實際結構建立集中參數構成的磁路網絡模型。利用網孔回路電壓方程,計算電磁暫態運行性能,包括定子電流、轉子電流、電磁轉矩、齒槽轉矩、轉子轉速、轉子角位移,定子電流包括線圈電流、繞組支路電流、相電流、線電流和環流等。主要是研究如下問題,即電機瞬態特性、起動特性、負載變化對電機暫態的影響、轉子轉矩脈動、電源諧波的影響、突然短路等。
電磁暫態仿真(有限元法)
“電磁暫態(有限元法)”主要功能是根據場路耦合有限單元法進行電磁暫態分析。
自動完成有限單元網格剖分和磁場結果后處理,利用有限單元法分析電機電磁場,并和電路網絡耦合在一起做電磁暫態特性計算,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、電磁轉矩、齒槽轉矩、轉子轉速、轉子加速度、轉子旋轉角度位移等。對不同負載工況、不同運行轉速條件均可計算。可以計算起動、繞組故障和突然短路等電磁暫態問題。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行頻域分析,得到諧波的幅值、階次、頻率、相角和轉向。