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直线电机或发电机的建模仿真

直线电机 (LEM) 是一种能进行直线运动的机电设备,无须使用任何机构它就能将旋转运动转换为直线运动。直线电机和旋转电机相似,定子和转子沿径向平面被切割并展开以提供线性推力。相同的电磁力在旋转电机中产生扭矩,在直线电机中则产生直接的线性力。

值得一提的是,“AC/DC 模块”中的旋转机械,磁场接口包含模拟旋转机器所需的所有功能部件。该接口结合了磁场接口;磁场,无电流接口和移动网格接口。经定制后此接口适用于模拟旋转机器,由此极大地简化了静态域和旋转域的定义,以及两者之间接口的处理。在模拟模型的扇形区域或某一部分以获得完整设备的仿真结果时,扇区对称和周期性边界条件这样的功能部件也极其有用。尽管该接口显著减少了建立旋转运动模型所需的工作,但直线运动中不能使用该接口。


下面,我们将演示如何对磁场和移动网格这两个物理场接口定制耦合来模拟管式发电机。另外,还会解释如何创建线性周期性边界条件,这是利用广义拉伸算子模拟直线/管式电机或发电机的一个重要元素。


用于波浪能转换系统的管式发电机


管式电机在许多应用中受到青睐,从车辆的主动悬架系统到潮汐能和波浪能转换系统都有涉及。管式电机的传输效率比传统的直线和旋转转换系统高出许多,因为推力直接作用于负载。管式电机的另一个优势是,没有定子端部绕组。因此,铜损相对较少,永磁材料的利用率很高。


下面,我们将讨论对管式发电机进行模拟的技巧(如下图所示)。管式发电机包含两个主要零件:一个静态定子和一个作直线移动的滑块。定子由三相绕组和一个非线性磁芯构成。滑块由轴、永磁体及永磁体之间的非线性磁性材料构成。

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