感应感应动机结构的仿真仿真

2017年5月11日

两位为精确电,我们我们考虑到到中发生各各物理现象。。在在在在本在本文中文中在现象文中现象类物理类类类各类类类类类类类各类类类类物理的

感应电动机

虽然尼古拉·特斯拉和可靠性可靠性成为广受欢迎的。

特斯拉感特斯拉感电动机图片
三相感应电动机图片
上图:特斯拉感应电。图片图片由由提供提供提供CC BY-SA 3.0许可,通过,通过维基共享享发布。:现代现代三应应动机图片图片处于领域领域,通过维基共享享发布。

工程师通过的分析电动机动机动机,然而然而此类需要分析需要需要对所有相关所有所有所有相关相关相关的的的物理物理物理效应效应效应效应进行计算计算计算计算。。。。。。为了为了为了这实现实现实现实现分析分析相感电动机的机电效应comsolMultiphysics®5. 3版本“案例库”中新增个示例模型,详细详细地演示了这项功能功能您您也可以案例案例”获取获取模型

三三电的耦合机电机电效应

下方图解三相感应电动机模型三维模型例例此此此,我们例此此,我们我们我们我们我们我们我们我们原型我们原型原型原型原型对对对每个个

三三电动机模型的。
三三应外壳总成的几何结构

在中,定子例稍稍未对,导致稍稍未齐对者间微小气隙气隙不对对对称。这这种不对对称性称性电动机电动机电动机内内内引起引起了了了了了仿真振动振动的是转子运动和定子中的时谐电流电流

在comsolMultiphysics®中耦合中耦合和多体动力动力

接下来,我们计划个不同:二维二维仿真仿真三维多体动力学仿真。。在这些,我们研究,我们旋转旋转接口接口电的的,并并并并多体动力接口接口模拟的运动和外壳振动

我们首先电磁场在分析分析,我们特意了模型,使模型,使其:

  1. 电导率为零的叠层钢
  2. 内部用钢,外部用铝的
  3. 不对对的

下图中横截面是个个的的三维几何的我们。向向几何结构几何结构中中中的的的的的定子定子定子定子定子60 Hz的的定子定子定子定子的的的的结构结构结构结构中结构结构均匀多特征设置。

如需更有关几何尺寸电磁模型的信息,请请,请模型模型中的的资料

三相感动机的,图片横截面了个不同线圈线圈区域
三相感电模型的横截面定子三个不同不同线圈(区域(为

步步学分析。这一一我们全结构三维几何,并全全全三维几何全全三维几何全三维几何全定子定子定子定子定子,,转子转子转子转子和和轴为模拟模拟为代表代表,其支撑,并并传递至于至于至于,我们。,我们假设它,并且外壳弹性外壳弹性弹性外壳并且并且使用弹性弹性弹性固定关节将将将其到到到此外此外此外旋转旋转计算为时间的。

根据上述项,我们我们了了机电旋转旋转接口的(比如定子和转子对准产生电磁力电磁力电磁力以及)多体动力接口的转子和定子上

为了确定转子,我们我们再次耦合两个,也,也就是是多体动力接口中铰链关节的角动计算值旋转旋转接口。

三三异步电动机机电分析分析

现在我们研究磁通模随时间的的情况的电磁力。在计算计算计算

comsolMultiphysics®绘图绘图电动机的电磁力电磁力

(((((())以及的的)

至于电磁,当速度定子的电频率,如果定子的,电磁轴施加,电磁对轴轴经过0.7秒达到了转速转速转速

转子转子电磁随时间的变化绘图
转子转子角随时间的变化绘图

(((((扭矩())和角和角和角)随时间随时间的的。情况

的中高应力区域高应力区域的的区域我们将转子速度外壳与与与与外壳与外壳与外壳外壳外壳应力应力应力分布结合在一起。。如下方示动画所所示动画动画

von Mises应力应力应力和转子速度分布分布

下方下方绘图展示“轴承1”,“轴承2”和和和和上上作用力的的函数关系这些力这些力经由弹性弹性外壳传递传递到到

绘图显示了轴承在横向轴向上上承受的力
绘图显示了轴承在横向轴向上上承受的力
绘图绘图了和基座连接处的力

“轴承1”(“(”“轴承2”(轴承(()在在在横向轴向方向方向上承受的力力。。外壳和基座基座连接处基座和

通过分析频谱,我们:频率:120 hz,是是定子的两倍尽管尽管尽管尽管尽管,外壳,外壳基座,外壳基座基座基座的频谱图的的了几峰值峰值个个是电动机外壳的阶固有有频率

绘图绘图了转子电磁力频谱频谱
绘图-显示-基座-基座连接处的力。

((((转子频谱))和-基座-基座基座的的。。。)。

,,,我们观察运行轨迹,运动的运行原因相对于定子的振动振动振动。横向横向原因原因是是作用在在在转子上上上的的以及中,由于转子轴具有对对,所以对称不同中心。不同。

图表绘制两个位置上转子转子运行轨迹轨迹
转子在个位置的运行,旋转运行运行运行振动同时同时

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