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试验筛基于有限元的电机优化设计

虽然试验筛设备的永磁盘式电机的结构比较简单,但不能向普通柱式电机那样进行简化的二维磁场分析。传统电机设计中的磁路法运用到盘式电机设计中,计算结果也比较粗糙,其值只能作为参考。因此,在盘式电机设计中,需要对其进行三维的电磁场分析。电磁场的求解有多种方法,如解析法、模拟法、图解法、数值法等。随着_计算机技术的发展,数值法的应用越来越广泛。试验筛设备的电磁场数值分析的主要方法包括有限元法、边界元法和有限元差分法,其中有限元法应用最为广泛。

    现在市场上用于试验筛设备的电磁场有限元分析的商业软件多种多样,其中ANSOFT公司的Maxwell3D是目前应用较为广泛的一种。Maxwell3D是一个功能强大、计算精确、方便使用的电磁场有限元分析软件:自上而下执行的用户界面、领先的自适应网格剖分技术和用户定义材料库等特点,使其非常易用;它包括电场、静磁场、瞬态场等分析模块,可以完成电磁装置的静态、稳态、瞬态分析;试验筛设备的多CPU处理能力和矩阵求解器使其计算速度非常快。

   此外,为试验筛设备的Maxwell提供了软件接口,可以与AutoCAD、Solidwork、PROVE等软件构建的模型兼容Maxwell提供的后处理功能,能够方便的输出相关数据,绘制图形,方便于分析。通过Maxwell3D对电机进行磁场分析,可以进行优化设计,从而使电机的效能达到最佳。本文所应用的软件即为Maxwell3D。盘式永磁电机设计是背贴厚度、永磁体参数、线圈参数等多变量优化过程,为简化设计,本文根据第二章得到的初始数据建立电机的初始模型,然后采取变量分析的方法,对试验筛设备的电机各个参数进行优化,最终完成电机的设计。

责任编辑:新乡市东源机械有限公司

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