电动机建模的耦合电磁-热力学-力学方法
摘要：轻量化、更紧凑和更强大的电动机的未来发展受到了交通行业的环境和可持续性考虑的推动，这将涉及到更大的应力、电流和电磁场。因此，机械、热力学和电磁效应之间将产生强耦合，需要一种一致的多物理场建模方法来设计电动机。典型的模拟方法，在电气工程文献中主要是逐步进行的，其中Maxwell方程的解提供了洛伦兹力和磁力，并随后用作牛顿运动方程解析外部体力。本文提出了一种电动机边界值问题的多物理场设置。利用连续介质力学的直接方法，使用热力学的基本原理推导了耦合电磁、热力和机械场的普遍框架。特别关注对各向同性材料在小应变但任意磁化下的耦合本构方程的推导。作为第一个应用案例，本理论用于对理想异步电机的分析建模，通过应用电流和滑差参数的函数计算了电流、磁场、应力和温度场。与仅考虑惯性的纯机械部分相比，比较了应力张量和体力矢量的不同组成部分，量化了电磁现象的显著影响。
作者：N Hanappier (LMS), E Charkaluk (LMS, X-DEP-MECA), N Triantafyllidis (LMS, X-DEP-MECA)
论文ID：2010.13409
分类：Classical Physics
分类简称：physics.class-ph
提交时间：2021-02-24