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直流电机场强有限元分析
  • 时间: 2019-12-27
  • 作者: rootfea
  • 文章来源: 原创

直流电机(direct current machine)是指能将直流电能转换成机械能(直流电动机)或将机械能转换成直流电能(直流发电机)的旋转电机。它是能实现直流电能和机械能互相转换的电机。当它作电动机运行时是直流电动机,将电能转换为机械能;作发电机运行时是直流发电机,将机械能转换为电能。直流电机的结构应由定子和转子两大部分组成。直流电机运行时静止不动的部分称为定子,定子的主要作用是产生磁场,由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成。运行时转动的部分称为转子,其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势,是直流电机进行能量转换的枢纽,所以通常又称为电枢,由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成。直流电机里边固定有环状永磁体,电流通过转子上的线圈产生安培力,当转子上的线圈与磁场平行时,再继续转受到的磁场方向将改变,因此此时转子末端的电刷跟转换片交替接触,从而线圈上的电流方向也改变,产生的洛伦兹力方向不变,所以电机能保持一个方向转动。以下为本根为某电机产品进行的场强有限元分析。


案例模型


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空载条件下点击磁场分析

磁场强度分布图


空载h.gif


磁通量密度向量图


空载b.gif


负1.5A电流条件下点击磁场分析

磁场强度分布图


-15AH~1.GIF


磁场强度分布图


-15AB~1.GIF


正1.5A电流条件下点击磁场分析

磁场强度分布图


15AH~1.GIF


磁通量密度向量图


15AB~1.GIF


总结

采用有限元技术,能够快速建立直流电机模型,得到不同设计参数下的磁场强度与磁通量密度分布,从而为设计人员提供重要的参数依据。

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