基于Ansoft的三相异步电动机
基于Ansoft的三相异步电动机Ansoft软件是建立在电磁计算基础上的一款软件，是电机设计的专业软件，为电机设计提供了高效、精确、快速的平台。也能快速地计算各种电机（同步电机、感应电机、机械换向电机等）的基本性能指标。Ansoft软件相比较于其他同类电机设计软件有许多新的特点和优势:（1）软件为大家提供了许多开发成熟的电动机模型，很多电机都可以在库中找到，给设计者带来极大的方便。（2）可以实现与2D和3D的无缝链接，在RMxprt电机模块导入到2D瞬态场过程中，Ansoft软件会自动加载几何模型，并自动定义各部分材料，同时给出电动机的边界条件、激励源和网格剖分等。软件在设计电机驱动电路部分的同时，也与电机模型连在一起进行仿真，这也即是提出了一个重要的整体分析的思想。当然设计者可以单独使用RMxprt，再用Maxwell对电动机进行更精确的电磁场分析设计。（3）在模型建立后，设计者可以输入需要优化的电机参数，软件可以灵活进行优化设计。Ansoft软件是目前应用最为广泛、使用最方便的通用有限元分析软件之一，在许多工程电磁场领域都有广泛的应用。同时具有领先的基于物理原型的解决方案可以快速精确地仿真和验证设计者的设计方案。软件具有电路、电磁场和系统全集成化的设计环境，可以在系统设计时能精确考虑细节的电磁场效应，从而确保电机稳定性能，获得更加长期竞争优势，降低设计风险。同时也为电机的设计带来了很大的方便，也缩短了新产品的开发周期，降低相应的开发费用。 1三相异步电机的结构及其工作原理当然，我们说到的异步电机是不带换向器的这一类异步电动机，这一类异步电动机的定子绕组接上电源以后，由电源提供励磁电流并建立磁场，依靠电磁感应作用，使得转子绕组产生感生电流，进而产生电磁转矩，也就是说旋转磁场与转子存在一个相对转速，同时该磁场与转子绕组中所感生的电流相互作用进而产生电磁转矩，使转子转起来，以实现能量变换。在正常情况下，转子转速n总是略低于旋转磁场转速即同步转速n1，异步电动机的转子绕组并不是直接与电源相连接，而是根据电磁感应的原理产生感应电动势和电流，因而异步电动机也被称之为感应电动机。2.1三相异步电机的结构 三相异步电动机主要是由静止的定子（固定部分）和转动的转子（旋转部分）两大部分组成。此外还有端盖、风扇等其他部分。 2．1.1定子 （1）定子铁芯：定子铁心是异步电动机主磁通磁路的一个重要部分。为了让电动机可以产生较大的电磁转矩，同时我们所需要的旋转磁场一个较强的磁场，另外定子铁心中磁通大小和方向都在变化，旋转磁场对定子铁心以同步转速旋转，我们必须要减小涡流和磁滞损耗。因此定子铁心用导磁性能良好的0.5mm且有槽形的硅钢片冲制涂漆叠压而成，内圆均匀开槽。槽形有半闭口槽、半开口槽和开口槽三种类型。 （2）定子绕组：它是异步电动机定子部分的电路，由若干线圈按一定规律连接成三相对称绕组。交流电机的定子绕组称为电枢绕组。 （3）机座：它能起到支撑和固定定子铁心的作用，一般采用钢板焊接的机座。 2.1.2转子 （1）转子铁芯：转子铁心也是三相异步电动机主磁通磁路中的一个比较重要的部分。一般采用0.5mm冲槽的硅钢片叠成的，铁心是固定在转轴或者转子支架上。转子铁心的外表面可以看做一个圆柱形。 （2）转子绕组：转子绕组一般分为分为笼型和绕线型两种类型，我们可以根据结构形式特点和实际情况来选择所用的绕组。 （3）气隙：异步电动机定子和转子间的气隙很小，气隙大小与异步电动机的性能关系极大。气隙过大，磁阻也大，这是就要较大的励磁电流。气隙太小，使电动机在装配和运行过程中出现安全问题。 3.1.1电动机相关尺寸和技术参数利用RMxprt软件，可以根据给定数据对定子铁心、定子绕组、转子铁心、转子绕组等进行系统的设计与选择。本文采用的三相异步电机冲片尺寸及技术参数如下表1 电机基本性能与技术参数额定输出功率（w）
3800额定电压（v）380
额定转速（rpm）
1420频率（HZ）50
负载类型
恒功率极对数4
3.1.2 RMxprt导入 Maxwell 2D 根据电机相关尺寸与技术参数，在 Maxwell2D中建立电机起来的几何模型并且加载材料以及边界条件。得到的相应的异步电动机2D模型如图2。
图2 异步电动机2D模型
图4 三相电流波形图
在电机的定子端接正弦变化的三相额定对称电压，在电动机在起动时，其转速时逐渐增大的，利用Maxwell 2D的Transient求解器可以模拟出空载起动运行这一瞬态过程，从而得到起动过程中在某一时刻的电动机磁场分布如图6。
图左上角显示的是磁力线，即等A 线的A 值大小，其单位是Wb/m。显示的是电机模型及磁力线的分布，可以看出电机磁力线转子齿部最密。图左上角显示的是磁感应强度B 的分布，观察磁密B 分布，不难看出电机在定子轭部磁密较高。最高为2.26Tesla。
不错，长知识了{:1106_362:} 图文并茂，很详细，很受用 好专业{:1106_362:} 不错，收藏了 faron 发表于 2015-11-7 10:56
图文并茂，很详细，很受用
谢谢。。。
123wys 于 2015-11-07 13:59:54 补充以下内容:
嗯 谢啦 顶一下。。。。
123wys 于 2015-11-07 14:00:16 补充以下内容:
欢迎访问啊 电动机 你们不喜欢么 nosibe 发表于 2015-11-7 11:05
不错，收藏了
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