用有限元法做电机设计分析

astropeak

目前大多数电机设计软件都是根据解析公式和经验因子确定电机的各个参数，以此完成电机的设计工作。

但这种方法是很粗糙的，随着技术的发展以及实际的需求，在某些场合，需要更加精确的设计方案。由于电机的定子与转子间的机电能量转换是以磁场作为耦合场的，为了准确完成磁路和参数计算，从场的分布出发是很自然的想法。

但电机内磁场的分布及其复杂，解析法根本无从下手，有效的解决方案是采用数字算法，有限元法是很好的选择，这得益于计算机的飞速发展，满足了其高运算量和运算资源的要求。

那么，现在这种方法用的不多，是由于哪方面因素的限制呢？欢迎讨论

标准答案

1 对于磁路比较规则、有经验基础的电机，如常规的异步电机、同步电机、直流电机用路的方法计算在工程上精度足够了，没必要用场的方法算。
2 由于正版专业软件很贵，好多单位不愿意投钱。
3 用场的方法算需要的人员素质要求较高，许多人不会。
4 用场的方法有时往往只能算出电机内电磁场的数值及分布，要想得到一些集中参数，必须还要继续后处理，而这些往往许多人不会。
鉴于此，好多单位是用路算，用场校核和优化。

y1949b

除了李前辈所说  还有 不得不承认  现在的计算机水平   速度还是很慢

而本身电机设计的过程   就是不断试凑  调整的过程  若用场算  时间有的时候是不能接受的

电磁场计算 往往只是做最后的校验

astropeak

谢谢两位前辈的讨论。就工程角度来看，正如李前辈所说，用路计算即方便，又能满足要求的精度，是一种很实用的方法。

但用路设计的方法简单，很大一部分原因是因为设计之前做了一些理想化的假设、忽略一些因素以及采用了不少近似公式。

这些因素对于一般的设计可以接受，但对于电机的优化设计，用路的方法去计算，有很多经验因素的积累，怎么能够保证最后的结果就是最优的呢。 若暂且不考虑运算量问题，不知道两种方法得出的结果会有多少差距呢~

giuseppe

有限元不具备优化电机的先天条件，电机优化设计必然涉及到算法的迭代，必然要考虑运算量的问题

要么计算机计算能力提高，要么有限元算法提高，要么优化算法提高

astropeak

回复 5# giuseppe


    5楼说的是，哈哈。本身讨论的问题的最关键的一点就是运算量的问题，忽略了，再谈其他的都没有什么意义了。

电机的设计过程就是一个数学运算的过程，精度与效率是一对矛盾啊！

wingman1985

1 对于磁路比较规则、有经验基础的电机，如常规的异步电机、同步电机、直流电机用路的方法计算在工程上精度 ...
标准答案 发表于 2010-1-13 18:54

                               
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最后一句话很精辟~~谢谢~~

hualikaifa

我在工作中用路算进行设计，用有限元进行校核和启动性能计算。

张老五

在成熟设计上作少许修改，路算足够了
要开发新产品，或者设计方案上有特别之处，还是用场算吧，至少要用场算验证一下

402909230

我也感觉用路计算一下，然后再用场校核一下。这种方法比较放心，嘿嘿............至少心理上是这样的。就是现在学习场的有限元分析比较难，没有现成的教材和实例来参考。只能自己摸索。谁有这方面的知识，能不能给我一个实例，我学习了很长一段时间了。就是后处理还是有点不会。我用的是ANSYS的有限元分析。谢谢大家。我的邮箱wangchaofx@163.com