ANSYS中开关磁阻轮毂电机磁场与作用力的有限元分析

本文主要探讨了基于开关磁阻原理的轮毂电机磁场分析，采用有限元方法进行深入研究。开关磁阻电机作为一种新型调速电机，由于其低成本、结构简单且性能优越，特别适用于工业领域的广泛应用。该课题的核心任务是利用ANSYS这一强大的仿真软件来建立轮毂电机的三维模型，并通过有限元分析来解析其内部磁场分布以及转子和定子之间的关键作用力。 有限元分析法在章节2中被详细介绍，它起源于20世纪，是一种数值分析技术，通过将复杂问题分解成许多简单的部分（有限元）来求解。这种方法的基本思想是将连续物理问题转化为离散的数学模型，通过求解这些模型来获取整体系统的响应。在电磁场分析中，麦克斯韦方程组和位函数的微分方程是其数学基础，用于描述电磁场的性质和变化。 在AN SYS软件中，作者首先介绍了其基本概念，随后详细阐述了在该软件中的建模过程。步骤包括预处理（设定边界条件和材料属性）、实体建模（构建电机的几何形状）、网格划分（确保足够精确但又不过于复杂的计算网格）、参数定义（如电流、磁通密度等），以及最终的求解与结果记录。作者特别强调了分析转子和定子不同位置时电磁场的变化，以及对磁通密度矢量分布和齿轮间单位距离作用力的可视化。 在模型1和模型2的运算结果部分，作者分别展示了两种情况下磁通密度的分布情况，以及齿轮间作用力的数值。通过对这两个模型的对比，可以深入理解不同设计对电机性能的影响。最后，论文总结了磁通密度和单位距离作用力的分析结果，得出关于开关磁阻电机磁场的理论依据和优化建议。 通过这篇论文，读者不仅可以了解到开关磁阻电机的工作原理和有限元分析的应用，还能学习到如何使用ANSYS进行实际的磁场分析，这对于电机设计和优化具有重要的实践指导意义。