主要内容

两极电机中的磁场

求出两极电动机定子绕组所产生的静磁场。假设电机很长,末端效应可以忽略不计,您可以使用二维模型。几何图形由三个区域组成:

  • 两个铁磁性部件:定子和转子,由变压器钢制成

  • 定子和转子之间的气隙

  • 电枢铜线圈承载直流电流

两极电机的二维几何形状

空气和铜的磁导率都接近真空的磁导率,μμ0.定子和转子的磁导率为μ= 5000μ0.电流密度J除了线圈,其他地方都是0,线圈是10a /m2

这个问题的几何性质使磁矢量成为势一个关于的对称y-轴和关于的反对称x设在。因此,可以将域限制为x≥0,y≥0,默认边界条件

n 1 μ 一个 0

x-轴和边界条件一个= 0y设在。因为电机外的磁场可以忽略不计,所以可以使用边界条件一个外边界= 0。

首先,在PDE Modeler应用程序中创建几何形状。这个电动机的几何形状是五个圆和两个矩形的结合。要绘制几何图形,请在MATLAB中输入以下命令®命令窗口:

pdecirc (0, 0, 1,“C1”) pdecirc (0, 0, 0.8,C2的) pdecirc (0, 0, 0.6,“C3”) pdecirc (0, 0, 0.5,“C4”) pdecirc (0, 0, 0.4,“C5”)预测值([-0.2 0.2 0.2 0.9],R1的)预测([-0.1 0.1 0.2 0.9],R2的([0 1 0 1],“于SQ1”

通过与一个正方形相交,将几何体缩小到第一象限。为此,输入(C1 + C2 + C3 + C4 + C5 + R1 + R2) *于SQ1设置公式字段。

从PDE Modeler应用程序中,通过选择将几何描述矩阵,集合公式和命名空间矩阵导出到MATLAB工作空间导出几何描述,设置公式,标签…菜单。

在MATLAB命令窗口中,使用decsg函数将导出的几何图形分解为最小区域。这个命令创建一个AnalyticGeometry对象d1.绘制几何图形d1

[d1,bt1] = decsg(gd,sf,ns);pdegplot (d1,“EdgeLabels”“上”“FaceLabels”“上”

第一象限几何有许多不必要的面和边

去除不必要的边缘csgdel函数。指定要删除的边作为边id的向量。绘制生成的几何图形。

[d2,bt2] = csgdel(d1,bt1,[1 3 8 25 7 2 12 26 30 33 4 9 34 10 31]);pdegplot (d2,“EdgeLabels”“上”“FaceLabels”“上”

电机几何与所有不必要的边缘删除

创建用于静磁分析的电磁模型。

Emagmodel = createpde(“电磁”“静磁”);

在模型中包含几何图形。

geometryFromEdges (emagmodel d2);

在国际单位制中指定真空渗透率值。

emagmodel。真空渗透率= 1.2566370614E-6;

指定气隙和铜线圈的相对渗透率,它们对应于几何形状的面3和面4。

electromagneticProperties (emagmodel“RelativePermeability”, 1“面子”[3, 4]);

指定定子和转子的相对磁导率,对应于几何图形的面1和面2。

electromagneticProperties (emagmodel“RelativePermeability”, 5000,“面子”[1, 2]);

指定线圈中的电流密度。

electromagneticSource (emagmodel“CurrentDensity”10“面子”4);

将零磁势条件应用于所有边界,除了沿x设在。沿着x-axis保留默认边界条件。

electromagneticBC (emagmodel“磁势”0,“边缘”,[16 9 10 11 12 13 14 15]);

生成网格。

generateMesh (emagmodel);

求解模型,绘制磁势图。使用轮廓参数显示等电位线。

R = solve(emagmodel);图pdeplot (emagmodel,“XYData”, R。磁势,“轮廓”“上”)标题“磁潜在的“

以等势线为等高线的彩色磁势图

将磁场数据添加到绘图中。使用FaceAlpha参数使磁场的颤振图更清晰可见。

图pdeplot (emagmodel,“XYData”, R。磁势,“FlowData”(R.MagneticField.HxR.MagneticField.Hy),“轮廓”“上”“FaceAlpha”0.5)标题“磁潜在的场”

以等势线为等高线,磁场为箭头的彩色磁势图

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