电动汽车用永磁无刷直流电机的有限元分析

通过曲面a磁通等于磁矢位沿这个面的边界线的闭合线积分。这通常比用磁密B计算容易得多。
（2）计算感应电动势

（3）画磁力线

二维磁场的B只有两个分量，比如Bx、By，而A只有一个分量Az，简写为A。在二维场中，磁力线就是等A线。

3.6.2　映射结果到某一路径上

POST1的一个最有用、功能最强的特征是能够映射任何结果数据到模型的任意一条路径上。这样一来就可以沿该路径执行许多数学运算和微积分运算，从而得到有意义的计算结果。有用的附带好处是，能以图形或列表方式观察结果项沿路径的变化情况。
（1）定义电机中的气隙为一条路径。

（2）将磁感应强度B的径向分量Br映射到路径上。
（3）沿路径显示数据，如图7所示。

3.6.3　用麦克斯韦应力张量法计算转矩［4］

麦克斯韦应力张量法是由电磁场理论推导出的转矩计算方法。在二维电磁场中，作用于电机定子或转子上的切向电磁力密度电磁转矩由切向力产生，如果沿半径为r的圆周积分，则电磁转矩的表达式为：

Br，Bθ分别为半径r处气隙磁密的径向和切向分量。

4　结　语

电磁场是电机能量传输的核心，利用有限元方法对电机电磁场参数的分布和大小可进行准确的数值计算，可见ANSYS软件是电机设计的有力辅助工具。根据永磁无刷直流电机的工作原理和结构特点，我们对其设计方法进行了研究。编写了《永磁无刷直流电动机设计程序》和《永磁无刷直流电动机电磁场数值分析程序》，前一个程序的计算结果作为后一个程序的输入数据，我们取磁路计算法速度快的优点，大量的计算（包括优化计算）都用磁路法进行，磁场分析法只用于核算电磁转矩等参数，计算次数较少，这样经过两个程序若干次轮换计算，可以得到比较满意的结果。我们认为用磁路计算和磁场分析相结合设计永磁无刷直流电动机的方法是成功的。通过磁场分析，我们发现仍有许多问题有待进一步研究，例如转矩的波动问题，采用六相或五相，电机的力矩特性更为合理。

参考文献：
［1］　周元芳，肖仁山，梁京章，等.稀土永磁无刷直流电动机的设计研究［J］.广西电力技术，1996（2）：1.
［2］King－Jet Tseng，G.H.Chen.Computer－AidedDesign and Analysis of Direct－Driven Wheel MotorDrive［J］.IEEE Transactions on Power Electronics，1997，12（3）：518.
［3］　ANSYS电磁场分析指南［M］，2000.
［4］　胡之光.电机电磁场的分析与计算［M］.机械工业出版社，1982.(end)