杨较瘦 发表于 2015-11-5 22:30

想问下ansoft maxwell 16中瞬态仿真中软件内部的计算原理

如题,有大神知道ansoft maxwell 16中瞬态仿真中软件内部是怎么处理计算那么复杂的耦合场的,有那么多未知量且相互关系又不明确
比如说给线圈通电后,电流、磁链、电磁力、电感、位移或转角等是怎样计算得来的?

hakeemlee 发表于 2015-11-7 12:31

以永磁同步电机施加三相电压源激励为例:
1.三相绕组内初始电流为0,零时刻电压源施加理想三相交流电,在绕组内产生启动电流。绕组内有了电流,将会产生电枢反应磁场。电枢反应磁场与永磁体磁场叠加后在气隙内产生磁通密度。由麦克斯韦应力张量法,根据气隙内磁通密度,可以计算出电磁力。这个电磁力,其切向分量提供电磁转矩,径向分量即所谓的不平衡磁拉力。若此时电磁转矩大于电机的负载转矩,根据运动平衡方程式T1-T2=J*dω/dt(T1为电磁转矩,T2为负载转矩,J为转动惯量,ω为机械角速度),电机将产生一个正转速,转子正向旋转。ansoft瞬态场计算中,采用时步有限元法计算机电瞬态变量。也就是用上一时刻的转速,乘以Δt,得到这一时刻需要转动的位移,以此类推计算出电机每一时刻转子需要转动的角度θ。这是位移或转角。
2.磁链是绕组链环的磁通量。maxwell能计算出整个求解区域的磁场分布,由磁链的电磁场计算公式(由矢量磁位积分得到),可以求解出任一时刻下的绕组磁链。这是磁链。
3.电感L=N^2*Λ,Λ为磁导。磁导与磁导率、磁通截面积、磁路长度有关。在整个磁路不饱和的情况下,电感的变化是不大的。maxwell中有整个求解区域的几何信息和物理材料信息,那么计算电感也就不难了。这是电感。
4.有了电感,我们可以计算电抗X=ω*L。永磁同步电机电压平衡方程式:U=E0+I*R0+Id*Xd+Iq*Xq。其中U为电压,E0为感应电动势,I为电流,R0为电阻,Id=I*cosθ和Iq=I*sinθ分别为I的直轴和交轴分量,Xd和Xq为相应的电抗。已知U、E0、θ、R0、Xd、Xq,根据电压平衡方程式可求解出此时的电流I。这是电流。

希望解答对你有所帮助。

杨较瘦 发表于 2015-11-7 22:40

hakeemlee 发表于 2015-11-7 12:31
以永磁同步电机施加三相电压源激励为例:
1.三相绕组内初始电流为0,零时刻电压源施加理想三相交流电,在 ...

感谢你这么详细的回答,很受用

945769789 发表于 2016-3-1 21:47

大神无处不在,真的很感激{:1_551:}
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