1引言

Motor-CAD作為專業的電機設計軟件，集成了磁路法、熱路法、熱網絡法、有限元分析法，可在電機概念設計階段高效精確地對電機進行電磁和熱性能設計計算，軟件包括：電磁（Emag）、熱（Therm）和虛擬實驗室（Lab）、機械（Mechanical）四個模塊，可在幾分鐘內精確計算電磁和熱特性。輸出結果豐富，直觀，易于掌握。

發電機的基本工作原理是基于電磁感應定律和電磁力定律，用導磁和導電材料構成互相進行電磁感應的磁路和電路，產生電磁功率，最終達到能量轉換的目的。

常見有水輪機、汽輪機、柴油機以及其他動力機械驅動的發電機，將水流、氣流、燃料燃燒或原子核裂變產生的能量轉化為機械能傳給發電機，再由發電機轉換為電能。

按照勵磁方式的不同，常用的發電機類型有永磁發電機、電勵磁發電機，在Motor-CAD軟件中支持這兩種形式的發電機仿真。

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圖1 Motor-CAD軟件支持電機類型

2模型建立

本案例采用的電機是樣機庫SYNC電勵磁發電機，研究其電磁性能。電磁Emag計算，電機類型：電勵磁同步電機。

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圖2 選擇電磁計算模塊

發電機結構如下，圖3~5分別是該發電機的徑向參數、軸向參數以及3D視圖。

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圖3 電機徑向參數



圖4 電機軸向參數

通過點選圖5左側欄的各項部件，檢查模型參數的輸入。

圖5 3D視圖

3繞組設置

SYNC 電勵磁發電機有兩項繞組分別需要定義設置，電樞繞組與勵磁繞組。

（1）電樞繞組



圖6 電樞繞組

（2）勵磁繞組



圖7 勵磁繞組

4材料數據

選擇“數據輸入”下的“材料” 選項，在軟件自帶材料庫中選擇定、轉子及繞組的材料，各項的主要材料特性將自動顯示在右側的各項屬性中。

圖8 各部件材料數據

5求解條件及驅動設置

模型準備完畢，圖9、圖10為發電機求解及負載驅動的具體設置。

圖9 發電機求解設置

圖10 發電機負載設置

6計算結果查看

計算完成后即可查看電磁結果數據。

圖11 計算結果數據

圖12 磁密云圖

圖13 端電壓

圖14 反向電動勢

圖15 電流波形

圖16 轉矩波形

圖17 轉矩諧波

圖18 反電勢諧波




審核編輯：劉清