电机是电力系统中最为关键的基础设备,它的运行可靠性对整个系统的安全和稳定起着至关重要的作用。所以,精确计算它的各项性能具有重要的意义。当电机运行时,电机内的电磁场在不同的媒质中的分布、变化以及与电流的交链情况,决定了电机的运行状况和性能。因此,研究电机中的电磁场对分析和设计电机具有重要的意义。 本文采用有限元法作为分析电机电磁场的理论依据,运用Ansoft软件作为分析和仿真的工具。有限元法是目前电气工程中解决电磁场分布边值问题的强有力的方法。在目前的电机性能分析以及其它领域的电磁场问题计算中,几乎无一例外的全部采用了数值计算方法中的有限元法或与之相关的计算方法。而有限元法的前处理过程,是有限元法分析相当关健的步骤,它关系到求解的精度、效率以及计算机资源的占有。而前处理中的网格剖分,又是前处理过程中的重点内容。网格的自动剖分,是目前有限元方法研究的热点之一。 传统的对于电机内部故障的分析主要针对电机在稳定运行状态下,内部故障后各电流、电压信号的变化情况来进行的。而本文主要是对电机电磁场参数的变化,即运用场的方法,来对电机的运行状况进行分析和对比,判断电机是运行在正常、还是故障状态。通过电磁场来对电机进行故障和健康诊断,是电机学中一个较新的课题。 本文在Ansofl软件的环境下,建立电机的物理模型,然后仿真和分析电机在正常和故障情况下的电磁场状况。准确的建立电机的物理模型是分析的基础,本文采用Ansofl软件的Rmxprt模块来建立精确的电机物理模型;运用Ansoft 2D Transient模块来仿真和分析电机内部的电磁分布。通过对仿真计算结果的解后处理,来对电机进行故障和健康诊断。除此而外,还运用该软件仿真和分析鼠笼电机在启动时的电磁场和集肤效应。