傳統(tǒng)電機和新型非晶電機性能的仿真對比

2017-04-25 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

電機是能耗很高的設(shè)備,傳統(tǒng)材料及工藝制作的電機成本高且能耗大。傳統(tǒng)硅鋼電機在頻率高于基頻的情況下鐵損急劇增加,鐵芯溫度迅速升高,電機能耗高,常導(dǎo)致電機故障。因此,高效節(jié)能新型電機的研發(fā)勢在必行。非晶合金是一種新型功能材料,它具有高飽和磁感應(yīng)強度,低損耗及低矯頑力等優(yōu)點,筆者運用非晶合金材料代替硅鋼制造新型電機,并用Ansoft軟件對這兩種電機進行分析比較。

1 通過Ansoft/Rmxprt進行電磁計算

Ansoft軟件是融結(jié)構(gòu)、流體、電場、磁場和聲場分析于一體的大型通用分析軟件,是現(xiàn)代電機設(shè)計中的高級CAD工具之一。運用 Ansoft/R m x—prt對傳統(tǒng)電機和非晶電機進行電磁計算,在相同尺寸和供電電源的條件下比較兩種電機的輸出特性,以充分證明兩種電機在高效節(jié)能方面的差異。把非晶材料的特性加入到軟件中進行分析,選取飽和磁感應(yīng)強度為1.56T的非晶材料。

利用Ansoft軟件,在設(shè)計定子鐵心、定子繞組、轉(zhuǎn)子、鐵心和轉(zhuǎn)子籠型繞組等關(guān)鍵步驟中輸入相關(guān)數(shù)據(jù)后,可以得到電機參數(shù)和性能曲線。

1.1 主要設(shè)計參數(shù)

基于4極感應(yīng)電機Y132S4 的經(jīng)典結(jié)構(gòu)設(shè)計非晶材料做定子和轉(zhuǎn)子的感應(yīng)電機,其中定子和轉(zhuǎn)子的沖片有相同的形狀和尺寸。兩種電機的主要參數(shù) 如下 :

額定輸出功率 5.5kW

極數(shù) 4

額定電壓380V

繞組聯(lián)結(jié) 方式角型

電機工作溫度 75 攝氏度

鐵心長度 115mm

1.2 主要性能比較分析

非晶電機的輸出功率與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系特性與傳統(tǒng)電機相同,筆者只給出效率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系特性曲線。50Hz轉(zhuǎn)速下傳統(tǒng)電機和非晶電機的性能曲線如圖1所示。