发电机仿真maxwell（ansys电机仿真教程）

1 简介

Motor-CAD作为专业的电机设计软件，集成了磁路法、热路法、热网络法、有限元分析法。它可以在电机概念设计阶段高效、准确地设计和计算电机的电磁性能和热性能。该软件包括：电磁（Emag）、热（Therm）、虚拟实验室（Lab）、机械（Mechanical）四个模块，可以在几分钟内准确计算出电磁和热特性。输出内容丰富、直观、易于掌握。

发电机的基本工作原理是基于电磁感应定律和电磁力定律。利用导磁、导电材料形成磁路和电路，相互进行电磁感应，产生电磁能，最终达到能量转换的目的。

由水轮机、蒸汽轮机、柴油机和其他动力机械驱动的发电机很常见。水流、空气流、燃料燃烧或核裂变产生的能量转化为机械能并传输到发电机，发电机再转化为电能。

根据励磁方式的不同，常用的发电机类型有永磁发电机和电励磁发电机。 Motor-CAD 软件支持这两种形式的发电机仿真。

图1 Motor-CAD软件支持的电机类型

2 模型建立

本案例所使用的电机为原型库SYNC电励磁发电机，并对其电磁性能进行了研究。电磁Emag计算，电机类型：电励磁同步电机。

图2 选择电磁计算模块

发生器的结构如下。图3至图5分别显示了发电机的径向参数、轴向参数和3D视图。

图3 电机径向参数

图4 电机轴向参数

单击图5 左栏中的每个组件来检查模型参数的输入。

图5 3D视图

3 种绕线设置

SYNC电励磁发电机有两个绕组需要分别定义，电枢绕组和励磁绕组。

(1)电枢绕组

图6 电枢绕组

(2)励磁绕组

图7 励磁绕组

4材料数据

选择“数据输入”下的“材料”选项，在软件自带的材料库中选择定子、转子和绕组材料。每个物品的主要材质属性会自动显示在右侧的属性中。

图8 各部件材质数据

5 求解条件及驱动程序设置

模型已准备好。图9 和图10 显示了发电机解决方案和负载驱动的具体设置。

图9 生成器解决方案设置

图10 发电机负载设置

6 查看计算结果

计算完成后，您可以查看电磁结果数据。

图11 计算结果数据

图12 磁密度云图

图13 端子电压

图14 反电动势

图15 电流波形

图16 扭矩波形

图17 扭矩谐波

图18 反电动势谐波

审稿人：刘庆