基于ANSYS的开关磁阻电机电磁场特性分析方法
摘要：本文基于有限元分析软件ANSYS，详细介绍了有限元方法分析开关磁阻电机电磁场特性的基本步骤。其具体包括：几何建模、网格剖分、施加载荷和边界条件、求解和后处理。文中采用二维有限元分析开关磁阻电机电磁场特性，求解得到的电磁场特性为其轴向单位长度上的量值，要得到实际值则相应的量值需乘以电机的铁心轴长。
关键词：开关磁阻电机；电磁场特性；ANSYS
作者简介：王伟炳（1979-），男，南京工程学院电力工程学院，讲师，工学博士，主要研究方向：电机控制、电力传动及应用；
杨志超（1960-），男，南京工程学院电力工程学院，副教授，主要研究方向：电气工程及其自动化。（江苏 南京 211167）
基金项目：本文系南京工程学院人才引进科研启动基金资助项目（项目编号：YKJ200905)的研究成果。
ANSYS是非常流行的有限元分析商业软件包，可以进行结构分析、热分析、流体分析、电磁场分析和多物理场分析，是惟一真正实现多场耦合的计算机辅助工程（CAE)软件。一个典型的ANSYS分析过程可分为：创建有限元模型、施加载荷进行求解、查看分析结果等三个步骤。[1-4]
开关型磁阻电机调速系统是一种新型的机电一体化交流调速系统，它融新的电动机结构””开关型磁阻电机与现代电力电子技术、控制技术为一体。开关型磁阻电机结构简单、坚固，成本低，调速性能优良，在宽广的调速范围内具有较高的效率，应用前景十分广阔，是当代运动控制系统研究的热点之一。[5]虽然开关型磁阻电机结构简单，其电磁关系却很复杂。开关磁阻电机双凸极的定转子结构决定了其气隙的不均匀，正常运行时电机磁路存在高度的局部饱和。因此，采用一般的磁路分析法难以实现对电机电磁场特性的精确计算，有必要采用数值计算的方法对其电磁场特性分析。下文具体介绍了采用ANSYS软件进行开关磁阻电机二维电磁场特性分析的具体步骤。
一、几何建模
启动ANSYS软件，进入ANSYS Main Menu界面单击Preferences，在弹出的GUI Filtering界面中选择Electromagnetic栏中的Magnetic-Nodal进行电磁场节点单元分析。
1.单元设置
在前处理器Preprocessor中单击Element Type选项设置单元类型，展开菜单后选择Add/Edit/Delete选项，在弹出的窗口中增加分析所需的单元类型，此处选择8节点四边形单元或者6节点三角形平面单元的PLANE53单元。
2.材料属性设置
在前处理器Preprocessor中单击Material Props选项设...
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