《电机设计之七电子计算机在电机设计中的应用ppt课件》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电机设计之七电子计算机在电机设计中的应用ppt课件(21页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、第十一章 电子计算机在电机设计中的运用11-1 概述LefbT1Di1实例讨论利用计算机进展电机设计的程序可以分成以下三种类型:1、设计分析;设计人员事先将估计好的假设干设计参量,交给计算机,按规定的程序步骤计算产品性能。对计算结果的评价及设计方案的调整那么由设计者决议。2、设计综合;计算机根据给定的性能要求,自动地选择适当的技术参数和构造尺寸,从而得出可行的设计方案。即由计算机决定电机各设计参量的程序。3、设计优化;对设计问题提出明确的数学模型,根据数学寻优实际及优化方法,自动获得较优或最优的设计方案。目前运用较多的是“设计分析11-2 曲线和图表的数学处置方法之一插值法 对于有y=f(x)
2、的函数关系的一条曲线,只提供有限个对应数据,例如铁心的磁化曲线BFe=f(HFe)。假设要得到两相邻的离散点之间的数据,那么必需根据人为构造出的函数关系来确定,这就是插值法。一、线性插值x0yxixi+1yiyi+1xy二、抛物插值 假设知曲线上顺序的三个点,x1,x2,x3及其所对应的函数y1,y2,y3,那么计算在区间x1xx3内的函数y(x)的插值公式如下: 所谓抛物插值,是拿三个知函数点来构造函数关系。三、一元插值 电机设计中有许多曲线和图表,都是一元函数,例如磁化曲线BFe=f(HFe)、感应电机的饱和系数等。采用计算机计算函数值替代查曲线或图表,程序框图如下:输入数据xi=0x(i
3、)xx(i+1)?i=i+1按线性插值公式计算y(x)输出结果否是四、二元插值 在设计中,也会遇到读取二元函数表示的曲线族例如求谐波漏抗中的s,该值既与q 有关也与有关,即z=f(x,y)。对此可以采用两次一元插值的方法予以处理。一元插值可以是线性的也可以是抛物线的。如下图。x插值步骤如下:0zzyj+1yjyxxixi+1z2z1z(i+1,j)z(i,j)z(i,j+1)z(i+1,j+1)二元插值表示图Y11-3 曲线和图表的数学处置方法之二公式化 采用插值方法处置曲线,需求占用较多的计算机内存。假设有能够找出函数关系式y=f(x)来表达原曲线,那么可以节省内存,又可使程序简单。一、恢复
4、运用原始公式例如在三相60计算谐波漏磁导系数s的曲线是源于以下公式:二、用相应公式模拟曲线 对硅钢片磁化曲线、其它计算过份复杂的曲线可以用较为简单又较为准确的公式替代,称为公式化。 公式化的步骤是:先根据曲线外形确定公式类型,然后用待定系数法在常用的范围内由曲线上的知点求公式的系数。(一直线 令函数为:y=A+Bx,其中A、B为待定系数,取直线上的已知两点(x1,y1)及(x2,y2)代入该式得:二抛物线 令方程为y=A+Bx+Cx2,其中A、B、C为待定系数,由曲线上使用范围内的知三点(x1,y1),x2,y2,x3,y3数据代入该式得方程:三双曲线四双曲线的变型表达运用于磁化曲线的表达。五
5、曲线的分段处置 用二个或二个以上的表达式来描画一条曲线。例如对磁化曲线,先作分段处置,然后根据每一段曲线外形特征,选用相应的表达式。对磁化曲线分段公式化处置11-4 计算机辅助设计中常用的数值计算方法概述n 用数值计算的方法来改造原有的计算公式。例如,计算槽形比n较复杂的槽比漏磁导s;计算饱和时的齿槽并联磁路等。一、数值积分引见数值积分中的最简单的梯形法。 等式右边是每个小区间的面积之和。所谓梯形法就是将每个小区间面积近似地表示为梯形面积。如下图。于是有:用数值积分的方法可以计算出普通槽形的比漏磁导s。公式为:二、解非线性联立方程组 在电机设计中会遇到求解非线性方程组的情况。 例如,当齿部视在磁密Bt数值大于1.8T,于是就有部分磁密经过槽部,而使齿中的实践磁密Bt比Bt小。求齿部磁密Bt ,归结为求以下非线性方程组。 该方程组有两个未知量Bt和Ht。可以采用作图的方法来求解,但精度较低,又比较费事。而用数值方法可以获得称心的结果。一迭代法迭代法的原理及过程如下图。H0B1234567相应的程序框图如下:否是(二对分法所谓“对分法,本质上也是一种迭代法。先将被求解的方程作变形:为了求FBt=0的解,还要确定根所在区域。设根所在区域为BM,BN,那么求解步骤是:求解过程如下图:程序框图如下:是否否是