二维电磁场—路耦合仿真软件的开发与应用

文中详述了一种二维瞬态电磁场与任意拓扑电路耦合仿真的原理及相应仿真软件的开发过程。根据直接耦合的思想,电路中的每个部件都视作一个有限元单元,而电路区域与电磁场区域通过细导线单元或粗导体单元联系起来,可实现任意拓扑电路与二维瞬态电磁场的耦合计算。文中详述了每种类型单元的单元方程的推导过程,并给出了单元刚度、质量和载荷矩阵的具体形式。为验证所开发软件的正确性,将其应用于一台7.5 kW永磁电机空载、正弦电流激励及PWM电压激励下的特性仿真,并与实测值进行了对比,验证了所开发软件的正确性。此外,通过对比正弦电流激励下和PWM电压激励下的计算损耗与实测值,证明了在永磁电机损耗计算中考虑PWM谐波电压影响的重要性。