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

一、分析步驟

電機內(nèi)部物理情況的分析。這一步主要是分析空載和負載運行時電機內(nèi)部的磁動勢和磁場，建立物理模型。

列出電機的運動方程。利用電磁感應(yīng)定律和電磁力定律，即可求出各個繞組內(nèi)的感應(yīng)電動勢和作用在轉(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，可列出各個繞組的電動勢方程式以及電機的磁動勢方程式、轉(zhuǎn)矩方程式和功率方程式。這些方程統(tǒng)稱為電機的運動方程。這一步的工作就是把物理模型變?yōu)閿?shù)學模型。

電機的運動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變分法建立，或直接應(yīng)用機電動力系統(tǒng)的拉格朗日麥克斯韋方程列寫。

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

二、研究方法

在分析電機內(nèi)部磁場并建立和求解電機運動方程時，常規(guī)方法有：

不計磁路飽和時，用疊加原理分析電機內(nèi)的各個磁場和氣隙合成磁場以及與磁場一一對應(yīng)的感應(yīng)電動勢?？紤]飽和時，常把主磁通和漏磁通分開處理，主磁通用合成磁動勢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，在列寫電動勢平衡方程式時考慮。

在解決交流電機中由于定、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，常采用參數(shù)和頻率折算方法進行等效處理。

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

交流電機的不對稱運行要運用雙旋轉(zhuǎn)（即正、負序）磁場理論和對稱分量法。

在研究凸極電機時，常用雙反應(yīng)理論。

電機的動態(tài)分析用狀態(tài)方程方法。為解決交流電機電感系數(shù)時變和轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不對稱（凸極同步電機）所導(dǎo)致的分析困難，常采用坐標變換法進行化簡。

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

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

（2）從路的角度以宏觀方式研究電機。其核心就是通過數(shù)值仿真方法展現(xiàn)電機在各種運行狀況下的動態(tài)特性，包括實際電機中可能無法實現(xiàn)的一些特定的極限工況或故障行為，均可通過計算機進行理念性實驗。在新型電機研制過程中，數(shù)值仿真方法可以起到降低研究成本、縮短研究周期、揭示運行規(guī)律的重要作用。

編輯：大蘭油泵電機02-采購顧問

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