5.1观察统计信息
求解完成后,选择观察统计信息,对我们比较关心的数据进行显示观察计算。如:力及力矩、电感及磁链信息。
5.1.1力及力矩信息
在我们看到的电机的力及力矩信息中,包括X,Y两方向的分力和总的合力。在Ansoft软件中,力矩信息正方向规定为逆时针方向,故我们看到的力矩数值前的负号表示电机所受到的力矩为顺时针方向。另外,在使用本软件进行电磁场分析时,Z轴的长度是默认以lm深度进行计算的,可以根据软件分析的力矩来计算实际电机所受到的力矩。在本例中,电机实际长度是94 mm,电机实际受到的力矩可以按下式进行计算。
Ta= T×depth
式中:Ta------电机实际受到的力矩;T------轴向上1m长度受到的力矩值;depth------电机实际轴向长度。
这样可以计算出电机受到的实际力矩值,从而结合实际应用来分析电机的受力情况,以达到满足电动汽车使用的设计及应用要求。
同理,实际受到的力与力矩计算的方法相似。
5.1.2电感及磁链信息
实际绕组中的电感参数不仅与实际绕组匝数N相关,并且与Z轴方向长度(depth)相关。而在本软件中,电感矩阵信息中显示的为单匝、单位长度的电感值,因此实际电感值需要按下式计算
La =N2×L×depth
式中:La------实际电感值;N ------实际绕组匝数;L------单位长度的电感值;depth------Z轴方向实际长度。
这样可以计算出电机绕组中实际的电感值,并可以根据设计和应用的要求来改变线圈的匝数,从而实现参数的优化及满足电动汽车的应用要求。
本例中三相绕组电感矩阵如图8所示,三相绕组匝链的磁链如图9所示。
5.2剖分信息及剖分图
利用有限元分析理论,通过上述剖分单元的设置,并根据磁场分布的情况对不同的部分采用不同的剖分密度,以充分分析磁场情况,可以得到如图10所示模型剖分图。
这部分对我们有效地分析电机的静磁场非常重要,只有剖分密度合理,能够清晰地表明各部分的疏密程度,才能更好地进行下一步的电机电磁场分析。从而使我们能够更清晰地观察到磁场的分布情况,更好地完成电机的性能设计,满足电机在电动汽车上的应用要求。
5.3磁场分布
将上述剖分过程完成后,即可对磁场分布进行分析显示。这里我们只显示磁力.线分布(图11)和磁通密度云图分布(图12),借助这2个场图,我们可以对电机内磁场的具体分布,以及各个部分的磁场饱和程度情况进行确定、分析。从而更好地优化电机的性能及结构,更好地设计电机,以满足电动车用电机的特殊要求。
在电动汽车电机的设计过程中,评估铁损耗分布是一个难点。从图11、图12中,我们可以看到本例中电磁场的分布情况。随后我们将利用该软件对电机的铁损情况分类进行仿真分析。