﻿ 有限元分析软件在多相同步发电机中的应用 The Application of Finite Element Analysis Software in Polyphase Synchronous Generator

Advances in Energy and Power Engineering
Vol.05 No.04(2017), Article ID:21634,7 pages
10.12677/AEPE.2017.54012

The Application of Finite Element Analysis Software in Polyphase Synchronous Generator

Xiangying LI

Qingdao University, Qingdao Shandong

Received: Jul. 15th, 2017; accepted: Aug. 5th, 2017; published: Aug. 8th, 2017

ABSTRACT

On the condition of describing the basic principle of finite element analysis software ANSYS and its specific application, based on the software of circuit coupling analysis and the advantage of static electromagnetic field analysis, the calculation process of the finite element analysis software are described in detail. And the finite element analysis of the static electromagnetic field is carried out for the nine-phase synchronous generator. The distribution of magnetic field lines and fundamental air-gap magnetic flux density waveform diagram of the motor are obtained, and the excitation current of no-load voltage of the rated voltage are also calculated. This paper lays a foundation for studying the electromagnetic field performance of synchronous generator.

Keywords:Nine-Phase Synchronous Generator, Finite Element Method, Parameter Calculation

1. 引言

2. 有限元软件

3. 有限元法仿真流程

3.1. 假设条件

1) 电机轴向默认无限长，在二维XY平面坐标系中进行有关问题的计算分析。

2) 在交变的磁场中忽略涡流反应这一因素，这样就可以把同步发电机的磁场当作非线性的稳态磁场来进行研究。

3) 忽略位移电流，只考虑绕组电流中的基波。

3.2. 建模

Table 1. The main parameters of the machine

Figure 1. Motor geometry

3.3. 赋材料属性及模型剖分

3.4. 边界条件的确定

(1)

Az：矢量磁位；

Js：外加的源电流密度。

3.5. 加载电流密度

(2)

If：励磁电流；

a1：转子绕组并联支路数；

S1：转子导体截面积。

3.6. 后处理

Figure 2. The grid division of model

Figure 3. The air gap path

(3)

Bδ：基波气隙磁密幅值；

Sτ：每极磁通面积。

(4)

f：频率；

W1：定子每相串联总匝数；

kdp1：定子线圈基波绕组因数。

Figure 4. The distribution of magnetic field lines in no-load time

Figure 5. Air gap magnetically dense waveform in no-load time

(5)

4. 结论

The Application of Finite Element Analysis Software in Polyphase Synchronous Generator[J]. 电力与能源进展, 2017, 05(04): 71-77. http://dx.doi.org/10.12677/AEPE.2017.54012

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