雖然電機(jī)的種類很多，分析研究方法也各有特點(diǎn)，但其基本步驟和基本方法還是有很多共同之處的，尤其是對(duì)旋轉(zhuǎn)電機(jī)。下面大蘭電機(jī)廠家綜合介紹下電機(jī)的分析步驟和研究方法。

一、分析步驟

電機(jī)內(nèi)部物理情況的分析。這一步主要是分析空載和負(fù)載運(yùn)行時(shí)電機(jī)內(nèi)部的磁動(dòng)勢(shì)和磁場(chǎng)，建立物理模型。

列出電機(jī)的運(yùn)動(dòng)方程。利用電磁感應(yīng)定律和電磁力定律，即可求出各個(gè)繞組內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和作用在轉(zhuǎn)子上的電磁轉(zhuǎn)矩；再利用基爾霍夫定律、全電流定律、牛頓定律和能量守恒原理，可列出各個(gè)繞組的電動(dòng)勢(shì)方程式以及電機(jī)的磁動(dòng)勢(shì)方程式、轉(zhuǎn)矩方程式和功率方程式。這些方程統(tǒng)稱為電機(jī)的運(yùn)動(dòng)方程。這一步的工作就是把物理模型變?yōu)閿?shù)學(xué)模型。

電機(jī)的運(yùn)動(dòng)方程除了可用上述傳統(tǒng)方法建立外，還可以用漢密爾頓原理通過(guò)變分法建立，或直接應(yīng)用機(jī)電動(dòng)力系統(tǒng)的拉格朗日麥克斯韋方程列寫(xiě)。

求電機(jī)的運(yùn)行特性和性能。列出運(yùn)動(dòng)方程后，求解這些方程，即可確定電機(jī)的運(yùn)行特性和一些主要的技術(shù)數(shù)據(jù)。對(duì)于動(dòng)力用電機(jī)，在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行特性中，發(fā)電機(jī)以外特性為最重要，而電動(dòng)機(jī)則以機(jī)械特性為最重要。發(fā)電機(jī)的外特性是指負(fù)載電流變化時(shí)，端電壓的變化曲線u=f（iL）；而電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是指電磁轉(zhuǎn)矩變化時(shí)，轉(zhuǎn)速的變化曲線n=f（Tem）。此外，電機(jī)的效率、功率因數(shù)、溫升、過(guò)載能力等指標(biāo)也很重要。暫態(tài)運(yùn)行時(shí)，還要考慮電機(jī)的穩(wěn)定性、暫態(tài)電流和暫態(tài)電磁轉(zhuǎn)矩等。對(duì)于控制電機(jī)，則要考察其快速響應(yīng)能力、精確度和控制性能等指標(biāo)。

二、研究方法

在分析電機(jī)內(nèi)部磁場(chǎng)并建立和求解電機(jī)運(yùn)動(dòng)方程時(shí)，常規(guī)方法有：

不計(jì)磁路飽和時(shí)，用疊加原理分析電機(jī)內(nèi)的各個(gè)磁場(chǎng)和氣隙合成磁場(chǎng)以及與磁場(chǎng)一一對(duì)應(yīng)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)?？紤]飽和時(shí)，常把主磁通和漏磁通分開(kāi)處理，主磁通用合成磁動(dòng)勢(shì)和主磁路的磁化曲線確定，漏磁通則以等效漏抗壓降方式處理，在列寫(xiě)電動(dòng)勢(shì)平衡方程式時(shí)考慮。

在解決交流電機(jī)中由于定、轉(zhuǎn)子繞組匝數(shù)不等、相數(shù)不等、頻率不等而引起的困難時(shí)，常采用參數(shù)和頻率折算方法進(jìn)行等效處理。

各種電機(jī)都有對(duì)應(yīng)的等效電路分析模型，一般電機(jī)的穩(wěn)態(tài)分析均可歸結(jié)為等效電路的求解，交流電機(jī)還要應(yīng)用相量圖分析方法。

交流電機(jī)的不對(duì)稱運(yùn)行要運(yùn)用雙旋轉(zhuǎn)（即正、負(fù)序）磁場(chǎng)理論和對(duì)稱分量法。

在研究凸極電機(jī)時(shí)，常用雙反應(yīng)理論。

電機(jī)的動(dòng)態(tài)分析用狀態(tài)方程方法。為解決交流電機(jī)電感系數(shù)時(shí)變和轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不對(duì)稱（凸極同步電機(jī)）所導(dǎo)致的分析困難，常采用坐標(biāo)變換法進(jìn)行化簡(jiǎn)。

近年來(lái)，由于計(jì)算機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用，電機(jī)的研究手段和方法得以改進(jìn)，主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面。

（1）從場(chǎng)的角度以微觀方式研究電機(jī)。早期做法是以磁場(chǎng)的探討為主，用有限差分或有限元等數(shù)值方法求解電機(jī)內(nèi)的磁場(chǎng)分布，現(xiàn)在這種做法已延伸發(fā)展到以綜合物理場(chǎng)方式考察電機(jī)，可集成計(jì)算電機(jī)內(nèi)的電場(chǎng)、磁場(chǎng)、溫度場(chǎng)、流場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)之全部或部分。

（2）從路的角度以宏觀方式研究電機(jī)。其核心就是通過(guò)數(shù)值仿真方法展現(xiàn)電機(jī)在各種運(yùn)行狀況下的動(dòng)態(tài)特性，包括實(shí)際電機(jī)中可能無(wú)法實(shí)現(xiàn)的一些特定的極限工況或故障行為，均可通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行理念性實(shí)驗(yàn)。在新型電機(jī)研制過(guò)程中，數(shù)值仿真方法可以起到降低研究成本、縮短研究周期、揭示運(yùn)行規(guī)律的重要作用。

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