開關磁阻電機ansys的案例
案例分享：某開關磁阻電機電磁計算
開關磁阻電機電磁計算分析在電機設計、性能預測、降低成本、提高效率和可靠性以及智能化設計等方面都具有重要的必要性。因此，在開關磁阻電機的設計和開發過程中，進行電磁計算分析是不可或缺的一環。開關磁阻電機的電磁計算涉及多個方面，包括磁鏈、電感、電磁力、電磁轉矩等。
電磁計算分析能夠準確預測開關磁阻電機的各項性能參數，如轉矩、轉速、效率、功率因數等。這些性能參數是電機設計和選型的重要依據。通過電磁計算分析，設計師可以針對特定應用需求，對電機的結構參數進行優化設計，從而得到性能更佳的電機產品。開關磁阻電機的效率與其電磁設計密切相關。通過電磁計算分析，可以找出影響電機效率的關鍵因素，如磁通分布、鐵損、銅損等，并據此對電機進行優化設計，優化后的電機能夠減少能量損失，提高能量轉換效率，從而降低運行成本。
建模設置
1）幾何建模
建立三相18-12開關磁阻電機1/3模型，如圖所示。1/3模型中包括定子、轉子、繞組以及求解域。
圖1 三相18-12開關磁阻電機
2）材料設置
三相18-12開關磁阻電機模型中有三種材料，材料的電磁屬性如表所示。
其中繞組線圈使用紫銅材料，定轉子硅鋼片使用DW310-50材料，其余為空氣。DW310-50為非線性磁導率，該材料的B-H曲線（以DW310-15材料B-H曲線代替）如圖所示。
圖2 DW310-15B-H曲線
3）邊界設置
根據電機結構和繞組分相規則，該開關磁阻電機1/3模型采用對稱邊界，并且設置定子最外邊為磁力線平行邊界，如圖所示。
圖3 對稱邊界與磁力線平行邊界
設置定轉子之間氣隙的中心線為滑移界面，并且設置滑移界面內的區域為運動區域，如圖所示。
展開 研究與設計|抑制開關磁阻電機振動的結構設計研究
開關磁阻電機(SRM)應用于眾多領域，但是本身的結構使其比其他傳統電機有更大的振動和噪聲，因此抑制SRM振動仍是研究的熱門領域。為了抑制電機的振動，設計了一種新型的電機結構，即在轉子兩側開孔，并在此基礎上對定子齒頂開槽。以一臺7.5 kW、1 500 r/min、12/8極SRM為例，通過有限元分析仿真，對新型電機結構進行參數化計算，并得到最優結構。在保證平均轉矩基本保持不變的情況下，減小了轉矩脈動以及徑向力。與原始電機相比，轉矩脈動系數下降了16.01%，徑向力峰值下降了19.96%。因此，證明了該方法對SRM振動抑制有較好的效果，對后續SRM設計及控制具有一定的借鑒意義。
抑制開關磁阻電機振動的結構設計研究
薛惟棟, 曲兵妮
(太原理工大學 礦用智能電器技術國家地方聯合工程實驗室，山西 太原 030024)
0 引 言
開關磁阻電機（SRM）具有結構簡單、成本低、各相獨立工作、功率電路簡單可靠等優點，廣泛應用于電器、航空航天、電動汽車以及機械制造等各個領域。然而由于自身雙凸極結構的特性，SRM的振動噪聲比其他傳統電機高，振動和噪聲已成為SRM目前最大的問題[1-2]。
展開 高速開關磁阻電機電流換相的最優控制
引 言
開關磁阻電機（SRM）具有結構簡單、轉子無繞組和永磁體，與其他電機相比較轉動慣量小，可以高速旋轉、可靠性高的優點，增加了開關磁阻電機的使用范圍。但是SRM具有轉矩脈動大和噪聲大的缺點。精確控制需要精確的位置信號。合適的開關角隨著電流與轉速的不同而變化。這篇論文研究了離線狀態下的開關角。
電流換相過程中考慮了兩個不同的控制目標：
1、給定電流下的最大輸出轉矩；2、最小的轉矩脈動。開關角被看做相電流與轉速的函數。計算所得的最佳值被儲存到計算機系統中構成一個二維表格。
在SRD仿真模型上進行了優化過程，并進行了進一步的實驗驗證。
SRM模型
通常做以下假設：定轉子尺寸是理想的，忽略渦流和相間互感。在此假設下，SRM的轉矩可以表示為每個相轉矩的和，每個相轉矩只與各自的相電流和轉子位置相關。相轉矩可以從磁鏈-電流-轉子位置角特性曲線得出來。這些曲線可以通過靜態測量獲得，并存入二維表格中。這個方法需要大量測量或計算。并且表格也是比較難建立的。并且二維表格在實時控制過程中也是低效的。為了避免上述提到的困難，通過對轉矩公式化簡，可以將磁鏈與轉矩變化為兩個一維函數。從而通過簡化后的模型離線計算出最佳開關角。
優化過程
通過模型分析了SRM的兩個控制目標。第一個目標是使得平均轉矩與參考電流比值最大；第二個目標是轉矩的均方根與平均轉矩比值最大。將這兩個目標看作轉速和電流值的函數。通過MATLAB完成仿真和優化程序，通過MATLAB工具箱中的OPTIMZATION來解決優化問題。結果如圖1所示。
展開 針對多物流場的NVH分析-開關磁阻電機噪音的仿真與優化
要讓技術取得成功，電機和電池領域 的創新是必不可少的。因此，各汽車制造商調查了電力驅動的幾種方法，以求找到最符合汽車功能性能要求的方法。這些要求不僅包括燃油經濟性，也包括舒適性及噪音、振動和平順性(NVH)。
目前市場上的幾乎所有混合動力汽車均配備了永磁(PM)同步電機技術。這項技術帶來了眾多的優勢，尤其是當涉及到混合動力時更是如此，混合動車輛空間有限，重量最小化和效率最大化需求強烈。但是，稀土元素的有限供應限制了大力規模部署。
因此，開關磁阻電機(SRM)日益受到有遠見的汽車制造商們的青睞。在這些電機當中，轉子向著定子與轉子磁極間空隙中磁阻最低即電感最高的位置轉動，從而產生旋轉運動。通過連續對定子中的異名極供能，實現連續旋轉。
廉價高功率開關設備的易得性推動了SRM的工業應用。這些電機清楚地展示了自己的優勢，比如構造簡單且堅固、制造成本低廉（無永磁體）、扭矩轉速特性出色，而且在很大的轉速范圍內都能實現最高效率。但是，幾種缺點也阻礙了其在電動汽車領域的應用。這些當中就包括由于扭矩波動當中就包括由于扭矩波動較大而產生的噪音及電磁干擾 (EMI) 噪音。
電機設計領域大多只將重點放在降低扭矩波動來解決SRM的噪音、振動和平順性(NVH)問題。控制策略優化來降低扭矩波動，的確能給噪音輻射帶來有利的影響。但是，為了避免在電動汽車內感受到過度的振動和噪聲，優化電機結構及其外殼同樣也必不可少。在設計流程的早期階段納入詳細的聲振分析，有利于電機設計者更好地了解并控制最終產品的NVH特性。本文中所談到的電機具有八個定子磁極（四對定子磁極）以及六個轉子磁極。這是一 款8/6式 SRM，具有四個獨立的相，專為汽車牽引應用而設計，可提供200Nm的峰值扭矩和40kw的峰值功率。
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