專(zhuān)利名稱(chēng)：旋轉(zhuǎn)電機(jī)的磁場(chǎng)分析程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)機(jī)的磁場(chǎng)分析技術(shù)，特別是涉及能分解成構(gòu)成旋轉(zhuǎn)機(jī)的磁場(chǎng)分布的多個(gè)高次諧波分量和漏磁場(chǎng)分量的旋轉(zhuǎn)機(jī)的磁場(chǎng)分析技術(shù)。
背景技術(shù)：
在迄今為止的旋轉(zhuǎn)機(jī)的磁場(chǎng)分析方法中，采用一邊以小節(jié)距使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，一邊逐次分析的時(shí)間階躍法(例如，參照非專(zhuān)利文獻(xiàn)1，即T.W.Preston，A.B.J.Reece and P.S.Sangha“Inductionmotor analysis by time-stepping techniques”，IEEE Trans.on Magnetics，vol.26，No.2，pp.551-554，1990)。
由特定的高次諧波分量引起振動(dòng)、噪聲、鐵損、渦流損耗等?？墒牵谏鲜霈F(xiàn)有技術(shù)的旋轉(zhuǎn)機(jī)的磁場(chǎng)分析方法中，作為分析結(jié)果獲得的磁場(chǎng)分布中包括多個(gè)高次諧波分量，不能單獨(dú)用高次諧波分量進(jìn)行磁場(chǎng)分析。即，由于在多個(gè)高次諧波分量全部重疊的狀態(tài)下獲得作為分析結(jié)果獲得的磁場(chǎng)分布，所以存在著在確定成為問(wèn)題的高次諧波、或制訂振動(dòng)、噪聲、鐵損、渦流損耗等的降低方法的情況下，不能獲得有用的每個(gè)特定高次諧波的磁場(chǎng)分布的問(wèn)題。另外，如果對(duì)分析對(duì)象不只進(jìn)行二維分析而能擴(kuò)展到三維分析，才是方便的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種通過(guò)顯示特定的空間高次諧波或時(shí)間高次諧波的磁場(chǎng)分布，旋轉(zhuǎn)機(jī)的設(shè)計(jì)者能獲得分析振動(dòng)、噪聲等時(shí)有益的信息的旋轉(zhuǎn)機(jī)的磁場(chǎng)分析技術(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的一種方面，提供一種在計(jì)算機(jī)中執(zhí)行以下步驟用的程序，這些步驟是根據(jù)被給予分析空間內(nèi)的第一特定部位的關(guān)于電磁變量的第一邊界條件，進(jìn)行分析空間的磁場(chǎng)分析的第一磁場(chǎng)分析步驟；按照每個(gè)高次諧波分量，將由上述第一磁場(chǎng)分析步驟獲得的上述分析空間內(nèi)的第二特定部位的電磁變量展開(kāi)的展開(kāi)步驟；將上述分析的電磁變量的高次諧波分量中的至少與一個(gè)高次諧波分量有關(guān)的電磁變量作為第二邊界條件給予上述第二特定部位的第二邊界條件設(shè)定步驟；以及根據(jù)上述第一及第二邊界條件，進(jìn)行分析空間的磁場(chǎng)分析的步驟。
另外，提供一種在計(jì)算機(jī)中執(zhí)行以下步驟用的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的磁場(chǎng)分析程序，這些步驟是將邊界條件給予分析空間的外側(cè)邊界面，給予由電流或磁鐵的磁力產(chǎn)生的磁通勢(shì)，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)機(jī)總體的磁場(chǎng)分析的總體磁場(chǎng)分析步驟；存儲(chǔ)由上述總體磁場(chǎng)分析步驟獲得的磁性體內(nèi)部的導(dǎo)磁率分布的步驟；將由上述總體磁場(chǎng)分析獲得的記述轉(zhuǎn)子和定子之間的滑動(dòng)面上的磁場(chǎng)分布的電勢(shì)，展開(kāi)成沿轉(zhuǎn)軸方向有某種分布、關(guān)于旋轉(zhuǎn)方向具有常數(shù)或周期性分布的多個(gè)高次諧波分量的步驟；給予與上述總體磁場(chǎng)分析步驟中的邊界條件相同的邊界條件，另外，將狄利赫雷條件給予上述滑動(dòng)面上，將存儲(chǔ)的上述導(dǎo)磁率分布給予全部分析空間并固定，給予在上述總體磁場(chǎng)分析步驟中給予的電流或磁鐵的磁力，分別在包括轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子空間及包括定子的定子空間中，進(jìn)行線性磁場(chǎng)分析的步驟；以及給予與上述總體磁場(chǎng)分析步驟中的邊界條件相同的邊界條件，另外，將上述高次諧波分量作為邊界條件依次給予上述滑動(dòng)面上，另外，將上述導(dǎo)磁率分布給予全部磁性體，使電流或磁鐵的磁力為零，對(duì)包括轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子空間和包括定子的定子空間分別進(jìn)行線性磁場(chǎng)分析的步驟。
由于包括將由上述總體磁場(chǎng)分析獲得的記述轉(zhuǎn)子和定子之間的滑動(dòng)面上的磁場(chǎng)分布的電勢(shì)，展開(kāi)成沿轉(zhuǎn)軸方向有某種分布、關(guān)于旋轉(zhuǎn)方向具有常數(shù)或周期性分布的多個(gè)高次諧波分量的步驟，所以能將分析對(duì)象擴(kuò)展成三維。
在分析三維旋轉(zhuǎn)機(jī)結(jié)構(gòu)體的情況下，在將邊界條件給予分析空間的外側(cè)邊界面，給予由電流或磁鐵的磁力產(chǎn)生的磁通勢(shì)，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)機(jī)的磁場(chǎng)分析的步驟中，最好在將電勢(shì)展開(kāi)成沿轉(zhuǎn)軸方向有某種分布、關(guān)于旋轉(zhuǎn)方向具有常數(shù)或周期性分布的多個(gè)高次諧波分量的步驟之前，進(jìn)行將根據(jù)獨(dú)立測(cè)量或局部獨(dú)立測(cè)量的條件獲得的電勢(shì)變換成滿(mǎn)足測(cè)量條件的電勢(shì)的步驟。


圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施形態(tài)的旋轉(zhuǎn)機(jī)的磁場(chǎng)分析法的流程圖。
圖2是表示本發(fā)明的第二實(shí)施形態(tài)的旋轉(zhuǎn)機(jī)的磁場(chǎng)分析法的流程圖。
圖3是本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的磁場(chǎng)分析法的補(bǔ)充說(shuō)明圖。
圖4是表示本發(fā)明的第三實(shí)施形態(tài)的磁場(chǎng)分析法的流程圖。
圖5是表示本發(fā)明的第四實(shí)施形態(tài)的磁場(chǎng)分析法的流程圖。
圖6是表示本發(fā)明的第五實(shí)施形態(tài)的磁場(chǎng)分析法的流程圖。
圖7是表示本發(fā)明的第六實(shí)施形態(tài)的磁場(chǎng)分析法的流程圖。
圖8是表示本發(fā)明的第七實(shí)施形態(tài)的磁場(chǎng)分析法的流程圖。
圖9是表示本發(fā)明的第八實(shí)施形態(tài)的磁場(chǎng)分析法的流程圖。
圖10是表示進(jìn)行本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)機(jī)的磁場(chǎng)分析的裝置的圖。
具體實(shí)施例方式
在本說(shuō)明書(shū)中，把包括常數(shù)分量和基波分量的稱(chēng)為高次諧波。
以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)機(jī)的磁場(chǎng)分析技術(shù)進(jìn)行說(shuō)明。首先，參照?qǐng)D1說(shuō)明本發(fā)明的第一實(shí)施形態(tài)的磁場(chǎng)分析方法。如圖1所示，在本實(shí)施形態(tài)的磁場(chǎng)分析方法中，作為第一步驟，按照現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行總體磁場(chǎng)分析1。這時(shí)，轉(zhuǎn)子以作為計(jì)算條件設(shè)定的轉(zhuǎn)速一邊進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，一邊用時(shí)間階躍法逐次進(jìn)行分析。作為磁場(chǎng)源，給予電流、磁鐵等的磁通勢(shì)。另外，在進(jìn)行考慮了非線性磁特性的非線性分析的情況下，每一時(shí)刻階躍，保存或存儲(chǔ)各要素的導(dǎo)磁率數(shù)據(jù)5。作為第二步驟，在作為第一步驟的分析結(jié)果獲得的電勢(shì)中，進(jìn)行特定部位的電勢(shì)的高次諧波展開(kāi)2。作為高次諧波，有空間分布中包含的空間高次諧波、以及時(shí)間變化中包含的時(shí)間高次諧波，但包含將某一者展開(kāi)(分離)的情況，或者將兩者都展開(kāi)的情況。作為將高次諧波分量展開(kāi)的具體方法，可以采用眾所周知的傅立葉變換(傅立葉展開(kāi))或波形假定變換等方法。
作為第三步驟，進(jìn)行分量磁場(chǎng)分析3。分量磁場(chǎng)分析3包括源分量磁場(chǎng)分析3a、以及將電勢(shì)高次諧波作為邊界條件的分量磁場(chǎng)分析3b。在分量磁場(chǎng)分析3中，在每一時(shí)刻階躍中作為各要素的導(dǎo)磁率，讀入并給予在總體分析1中獲得的各要素的導(dǎo)磁率數(shù)據(jù)5。在源分量磁場(chǎng)分析3a中，進(jìn)行作為磁場(chǎng)源給予電流、磁鐵磁力的線性磁場(chǎng)分析。這時(shí)，作為電流、磁鐵磁力也可以分別給予在總體磁場(chǎng)分析1中給予的電流、磁鐵磁力，進(jìn)行一次磁場(chǎng)分析，還可以給予分量分離后的各電流、磁鐵磁力分量，進(jìn)行多次磁場(chǎng)分析，以使總和成為在總體磁場(chǎng)分析1中給予的電流、磁鐵磁力。
在將電勢(shì)高次諧波作為邊界條件的分量磁場(chǎng)分析3b中，將在特定部位的電勢(shì)的高次諧波展開(kāi)2中獲得的電勢(shì)的高次諧波分量作為邊界條件給予特定部位上，分析磁場(chǎng)。由于高次諧波分量有多個(gè)，所以也對(duì)多個(gè)高次諧波分量進(jìn)行多次分量磁場(chǎng)分析3b。第四步驟是進(jìn)行任意分量磁場(chǎng)分析結(jié)果的重疊4的步驟，在欲知道由多個(gè)特定高次諧波分量構(gòu)成的磁場(chǎng)分布的情況下，開(kāi)頭能任意地進(jìn)行。
圖2表示本發(fā)明的第二實(shí)施形態(tài)的磁場(chǎng)分析法的流程，圖3是本實(shí)施形態(tài)的磁場(chǎng)分析法的補(bǔ)充說(shuō)明圖。如圖2所示，在本實(shí)施形態(tài)的磁場(chǎng)分析法中，有由外周側(cè)分析空間12和內(nèi)周側(cè)分析空間13構(gòu)成的總體分析空間11，將空間高次諧波和時(shí)間高次諧波兩者展開(kāi)(分離)，作為高次諧波。設(shè)想軸向斷面的二維空間，說(shuō)明總體分析空間11，設(shè)想磁矢量電勢(shì)的軸向分量，說(shuō)明磁場(chǎng)分析的變量。外周側(cè)分析空間12、內(nèi)周側(cè)分析空間13分別成為定子側(cè)、轉(zhuǎn)子側(cè)、或分別成為轉(zhuǎn)子側(cè)、定子側(cè)中的某一側(cè)。成為外周側(cè)分析空間12、內(nèi)周側(cè)分析空間13的邊界的bb’之間的圓弧位于定子和轉(zhuǎn)子之間的空氣間隙中。
說(shuō)明總體磁場(chǎng)分析21的方法。在總體分析中，總體分析空間11的邊界條件為在外周側(cè)圓弧上的ss’之間和內(nèi)周圓弧上的rr’之間取電勢(shì)[式1]α(θ，t)＝A0(1)使周向端部的邊界sr之間和s’r’之間互相成為周期邊界條件。在總體分析空間11作為一周的分析區(qū)域設(shè)定的情況下，不使用周期邊界條件。在磁場(chǎng)分析中，作為基于磁特性數(shù)據(jù)的非線性分析，輸入成為磁場(chǎng)源的電流、磁鐵磁力等，使轉(zhuǎn)子在圓弧bb’上一邊移動(dòng)，一邊實(shí)施逐次進(jìn)行分析的時(shí)間階躍法。在總體分析空間11內(nèi)有導(dǎo)體的情況下，輸入電導(dǎo)率分析渦流即可。另外，也可以進(jìn)行使導(dǎo)磁率一定的線性分析，而不考慮渦流的分析。這里，各時(shí)刻的各要素的導(dǎo)磁率保存在各要素的導(dǎo)磁率數(shù)據(jù)5中。
在電勢(shì)a的空間高次諧波、時(shí)間高次諧波分析22中，將在總體磁場(chǎng)分析21中獲得的圓弧bb’上的電勢(shì)展開(kāi)成空間高次諧波和時(shí)間高次諧波分量，以便有[式2]α(θ,t)=A0+ΣmΣlAmlsin(mθ+lωt+αml)---(2)]]>另外，將電勢(shì)a的高次諧波分量展開(kāi)的圓弧bb’被看作轉(zhuǎn)子在內(nèi)周側(cè)分析空間13中移動(dòng)的情況下，如圖3所示，考慮作為圓弧bb’按照靜止系統(tǒng)的坐標(biāo)固定的情況、以及作為圓弧cc’按照旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的坐標(biāo)固定的情況，但也可以采用通過(guò)坐標(biāo)變換，能從靜止系統(tǒng)的坐標(biāo)變換到旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的坐標(biāo)用的任意的方法。換句話說(shuō)，也能按照靜止系統(tǒng)的坐標(biāo)在圓弧bb’上展開(kāi)，按照旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的坐標(biāo)在圓弧cc’上進(jìn)行坐標(biāo)變換，還能按照旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的坐標(biāo)在圓弧cc’上進(jìn)行分析，按照靜止系統(tǒng)的坐標(biāo)在圓弧bb’上進(jìn)行坐標(biāo)變換。
其次，進(jìn)行定子、轉(zhuǎn)子漏磁通的磁場(chǎng)分析23。在定子、轉(zhuǎn)子漏磁通的磁場(chǎng)分析23中，在每一時(shí)刻階躍中作為各要素的導(dǎo)磁率，讀入并給予在總體分析21中獲得的各要素的導(dǎo)磁率數(shù)據(jù)5。作為邊界條件，與總體磁場(chǎng)分析21相同，總體分析空間11的外周側(cè)圓弧上的ss’之間和內(nèi)周圓弧上的rr’之間互相成為周期邊界條件。另外，在外周側(cè)分析空間12側(cè)的圓弧bb’上、內(nèi)周側(cè)分析空間13側(cè)的圓弧cc’上，與上述(1)式相同，設(shè)定邊界條件如下，[式3]α(θ，t)＝A0(3)只在外周側(cè)分析空間12內(nèi)及內(nèi)周側(cè)分析空間13內(nèi)發(fā)生漏磁通。作為磁場(chǎng)源，給予在總體磁場(chǎng)分析21中給予的電流、磁鐵磁力，作為線性磁場(chǎng)分析，如果在總體磁場(chǎng)分析21中給予電導(dǎo)率，計(jì)算渦流，則同樣給予電導(dǎo)率，進(jìn)行考慮了渦流的分析即可。這時(shí)作為電流、磁鐵磁力，給予在總體分析1中給予的電流、磁鐵磁力本身，也可以進(jìn)行一次磁場(chǎng)分析，還可以給予分量分離后的各電流、磁鐵磁力分量，進(jìn)行多次磁場(chǎng)分析，以使總和成為在總體磁場(chǎng)分析1中給予的電流、磁鐵磁力。另外，在該定子、轉(zhuǎn)子漏磁通的磁場(chǎng)分析23中，外周側(cè)分析空間12和內(nèi)周側(cè)分析空間13能個(gè)別地進(jìn)行分析。
與定子、轉(zhuǎn)子漏磁通的磁場(chǎng)分析23平行地進(jìn)行特定空間高次諧波、時(shí)間高次諧波磁場(chǎng)分析24。在特定空間高次諧波、時(shí)間高次諧波磁場(chǎng)分析24中，與定子、轉(zhuǎn)子漏磁通的磁場(chǎng)分析23相同，在每一時(shí)刻階躍中作為各要素的導(dǎo)磁率，讀入并給予在總體分析21中獲得的各要素的導(dǎo)磁率數(shù)據(jù)5。作為邊界條件，與定子、轉(zhuǎn)子漏磁通的磁場(chǎng)分析23同樣地，與總體分析21相同，在總體分析空間11的外周側(cè)圓弧上的ss’之間和內(nèi)周圓弧上的rr’之間，電勢(shì)取(1)式，周向端部的邊界sr之間和s’r’之間互相成為周期邊界條件。在外周側(cè)分析空間12側(cè)的圓弧bb’上、內(nèi)周側(cè)分析空間13側(cè)的圓弧cc’上，與定子、轉(zhuǎn)子漏磁通的磁場(chǎng)分析23不同，用(2)式分析的電勢(shì)中，只抽出了特定的m次空間高次諧波、1次時(shí)間高次諧波，將下式作為邊界條件設(shè)定。
α(θ，t)＝A0+Amlsin(mθ+lωt+αml) (4)磁場(chǎng)源不給予在總體磁場(chǎng)分析21中給予的電流、磁鐵磁力，作為線性磁場(chǎng)分析，如果在總體磁場(chǎng)分析21中給予電導(dǎo)率，計(jì)算渦流，則同樣也可以給予電導(dǎo)率，進(jìn)行考慮了渦流的分析。另外，在圓弧bb’上和圓弧cc’上，空間高次諧波次數(shù)不同，但它對(duì)應(yīng)于一個(gè)圓弧上的展開(kāi)結(jié)果，能進(jìn)行靜止系統(tǒng)和旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)之間的坐標(biāo)變換，給予另一圓弧上。
與定子、轉(zhuǎn)子漏磁通的磁場(chǎng)分析23相同，在特定空間高次諧波、時(shí)間高次諧波磁場(chǎng)分析24中，由于將(3)式的邊界條件分別給予成為外周側(cè)分析空間12和內(nèi)周側(cè)分析空間13的邊界的圓弧bb’上、圓弧cc’上，所以也能個(gè)別地分析外周側(cè)分析空間12和內(nèi)周側(cè)分析空間13。
另外，定子、轉(zhuǎn)子漏磁通的磁場(chǎng)分析23和特定空間高次諧波、時(shí)間高次諧波磁場(chǎng)分析24能按照不同的順序任意地實(shí)施，特定空間高次諧波、時(shí)間高次諧波磁場(chǎng)分析24中的特定的m次空間高次諧波、1次空間高次諧波只著眼于分析者欲分析的次數(shù)進(jìn)行分析即可。
圖4是表示本發(fā)明的第三實(shí)施形態(tài)的磁場(chǎng)分析法的流程圖。圖4中所示的分析例是對(duì)于圖2所示的分析例，將處理的高次諧波只作為空間高次諧波的例。總體磁場(chǎng)分析21與圖2相同，也同樣地保存各要素的導(dǎo)磁率數(shù)據(jù)5。在電勢(shì)a的空間高次諧波分析25中，將在總體磁場(chǎng)分析21中獲得的圓弧bb’上的電勢(shì)如下式所示，展開(kāi)成空間高次諧波的分量。
α(θ,t)=A0+ΣmAm(t)sin(mθ+αm(t))---(5)]]>定子、轉(zhuǎn)子漏磁通的磁場(chǎng)分析23與圖2相同。
在特定空間高次諧波磁場(chǎng)分析26中，在每一時(shí)刻階躍中作為各要素的導(dǎo)磁率，讀入并給予在總體分析21中獲得的各要素的導(dǎo)磁率數(shù)據(jù)5。作為邊界條件，與圖2相同，在總體分析空間11的外周側(cè)圓弧上的ss’之間和內(nèi)周圓弧上的rr’之間，電勢(shì)取(1)式，周向端部的邊界sr之間和s’r’之間互相成為周期邊界條件。在外周側(cè)分析空間12側(cè)的圓弧bb’上、內(nèi)周側(cè)分析空間13側(cè)的圓弧cc’上，用(5)式分析的電勢(shì)中，只抽出了特定的m次空間高次諧波，將下式作為邊界條件設(shè)定。
α(θ，t)＝A0+Am(t)sin(mθ+αm(t)) (6)磁場(chǎng)源不給予在總體磁場(chǎng)分析21中給予的電流、磁鐵磁力，作為線性磁場(chǎng)分析，如果在總體磁場(chǎng)分析21中給予電導(dǎo)率，計(jì)算渦流，則同樣也可以給予電導(dǎo)率，進(jìn)行考慮了渦流的分析。此后，在顯示單元上只顯示分析后的特定空間高次諧波的磁場(chǎng)分布。
如果采用本實(shí)施形態(tài)，則由于向旋轉(zhuǎn)機(jī)的設(shè)計(jì)者顯示特定空間高次諧波的磁場(chǎng)分布，所以旋轉(zhuǎn)機(jī)的設(shè)計(jì)者能獲得分析振動(dòng)、噪聲等因素用的有益的信息。
圖5是表示本發(fā)明的第四實(shí)施形態(tài)的磁場(chǎng)分析法的流程圖。圖5中所示的分析例是相對(duì)于圖2所示的分析例，將處理的高次諧波只作為空間高次諧波的例?？傮w磁場(chǎng)分析21與圖2相同，也同樣地保存各要素的導(dǎo)磁率數(shù)據(jù)5。在電勢(shì)a的時(shí)間高次諧波分析25中，將在總體磁場(chǎng)分析21中獲得的圓弧bb’上的電勢(shì)如下式所示，展開(kāi)成時(shí)間高次諧波的分量。
α(θ,t)=A0+ΣlAl(θ)sin(lωt+αl(θ))---(7)]]>定子、轉(zhuǎn)子漏磁通的磁場(chǎng)分析23與圖2相同。
在特定空間高次諧波磁場(chǎng)分析26中，在每一時(shí)刻階躍中作為各要素的導(dǎo)磁率，讀入并給予在總體分析21中獲得的各要素的導(dǎo)磁率數(shù)據(jù)5。作為邊界條件，與圖2相同，在總體分析空間11的外周側(cè)圓弧上的ss’之間和內(nèi)周圓弧上的rr’之間，電勢(shì)取(1)式，周向端部的邊界sr之間和s’r’之間互相成為周期邊界條件。在外周側(cè)分析空間12側(cè)的圓弧bb’上、內(nèi)周側(cè)分析空間13側(cè)的圓弧cc’上，用(7)式分析的電勢(shì)中，只抽出了特定的1次時(shí)間高次諧波，將下式作為邊界條件設(shè)定。
α(θ，t)＝A0+Al(θ)sin(lωt+αl(θ)) (8)磁場(chǎng)源不給予在總體磁場(chǎng)分析21中給予的電流、磁鐵磁力，作為線性磁場(chǎng)分析，如果在總體磁場(chǎng)分析21中給予電導(dǎo)率，計(jì)算渦流，則同樣也可以給予電導(dǎo)率，進(jìn)行考慮了渦流的分析。此后，在顯示單元上只顯示分析后的特定時(shí)間高次諧波的磁場(chǎng)分布。
如果采用本實(shí)施形態(tài)，則由于向旋轉(zhuǎn)機(jī)的設(shè)計(jì)者顯示特定時(shí)間高次諧波的磁場(chǎng)分布，所以旋轉(zhuǎn)機(jī)的設(shè)計(jì)者能獲得用來(lái)分析振動(dòng)、噪聲等因素用的有益的信息。
其次，說(shuō)明將磁場(chǎng)分析擴(kuò)展成三維的三維分析法。圖6是表示本發(fā)明的第五實(shí)施形態(tài)的磁場(chǎng)分析法的流程圖。作為第一步驟，按照現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行總體磁場(chǎng)分析101。這時(shí)，給予電流、磁鐵等的磁通勢(shì)，轉(zhuǎn)子以作為計(jì)算條件設(shè)定的轉(zhuǎn)速一邊進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，一邊用時(shí)間階躍法逐次進(jìn)行分析。另外，在進(jìn)行考慮了非線性磁特性的非線性分析的情況下，每一時(shí)刻階躍，存儲(chǔ)或保存磁性體的各要素的導(dǎo)磁率數(shù)據(jù)105。作為第二步驟，在作為第一步驟的分析結(jié)果獲得的電勢(shì)中，進(jìn)行特定部位的電勢(shì)的高次諧波展開(kāi)102。在此情況下，可以將空間高次諧波和時(shí)間高次諧波中的任意一個(gè)展開(kāi)，也可以將兩者都展開(kāi)。
作為第三步驟，進(jìn)行分量磁場(chǎng)分析103。分量磁場(chǎng)分析103包括源分量磁場(chǎng)分析103a、以及將電勢(shì)高次諧波作為邊界條件的分量磁場(chǎng)分析103b。在分量磁場(chǎng)分析103中，將在總體分析101中獲得的各時(shí)間階躍中的磁性體內(nèi)的各要素的導(dǎo)磁率數(shù)據(jù)105作為磁性體內(nèi)的各要素的導(dǎo)磁率固定分配，進(jìn)行線性磁場(chǎng)分析。
在源分量磁場(chǎng)分析103a中，進(jìn)行作為磁場(chǎng)源給予電流或磁鐵磁力中的至少一個(gè)的線性磁場(chǎng)分析。這時(shí)，作為電流、磁鐵磁力也可以給予在總體磁場(chǎng)分析101中給予的電流、磁鐵磁力本身，進(jìn)行一次磁場(chǎng)分析，還可以給予分量分離后的各電流、磁鐵磁力分量，個(gè)別地進(jìn)行磁場(chǎng)分析，以使總和成為在總體磁場(chǎng)分析101中給予的電流、磁鐵磁力。為了擴(kuò)展成三維分析，在將電勢(shì)高次諧波作為邊界條件的分量磁場(chǎng)分析103b中，將在特定部位的電勢(shì)的高次諧波分析102中獲得的關(guān)于旋轉(zhuǎn)方向的常數(shù)分量(在轉(zhuǎn)軸方向具有某種分布，在旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槌?shù)的分量)或高次諧波分量(在轉(zhuǎn)軸方向具有某種分布，關(guān)于旋轉(zhuǎn)方向具有周期性分布的空間高次諧波模式分量)作為邊界條件給予同一特定部位上，使線圈電流、磁鐵磁力全部為零，分析磁場(chǎng)。由于高次諧波分量有多個(gè)，所以也對(duì)多個(gè)高次諧波分量進(jìn)行多次分量磁場(chǎng)分析3b。第四步驟是進(jìn)行任意分量磁場(chǎng)分析結(jié)果的重疊104的步驟，在欲知道由多個(gè)特定高次諧波分量構(gòu)成的磁場(chǎng)分布的情況下，開(kāi)頭也可以任意地進(jìn)行。
圖7表示本發(fā)明的第六實(shí)施形態(tài)的磁場(chǎng)分析法的流程。圖7所示的分析例有具有外周側(cè)分析空間112和內(nèi)周側(cè)分析空間113的總體分析空間111，作為高次諧波，是將空間高次諧波和時(shí)間高次諧波兩者展開(kāi)的例?？傮w分析空間111設(shè)想垂直于轉(zhuǎn)軸方向的斷面上的二維空間，磁場(chǎng)分析的變量，作為例子說(shuō)明在邊要素有限要素法中，設(shè)想配置在各要素的邊上的磁矢量電勢(shì)的邊上的投影線積分值a。由于將電勢(shì)作為對(duì)象，所以在以下的實(shí)施例中說(shuō)明電勢(shì)上都同樣地施加某一常數(shù)矢量，也可以使用由邊上的線積分獲得的變量a，這是不言而喻的。
這里，為了簡(jiǎn)單，作為總體分析空間的外周面上的周期邊界以外的邊界面上的邊界條件，說(shuō)明作為磁場(chǎng)沿平行于邊界面的狄利赫雷條件，設(shè)定a＝0的情況。在磁場(chǎng)強(qiáng)度弱的外周面上，通常作為狄利赫雷條件，多半情況下這樣設(shè)定a＝0。外周側(cè)分析空間112、內(nèi)周側(cè)分析空間113分別成為定子側(cè)、轉(zhuǎn)子側(cè)、或分別成為轉(zhuǎn)子側(cè)、定子側(cè)中的某一側(cè)。成為外周側(cè)分析空間112、內(nèi)周側(cè)分析空間113的邊界的滑動(dòng)面bb’位于定子和轉(zhuǎn)子之間的空氣間隙中。說(shuō)明總體磁場(chǎng)分析121的方法。在總體分析中，總體分析空間11 1的邊界條件，取外周面ss’和內(nèi)周面rr’的電勢(shì)為零，周向端部的邊界面sr和面s’r’互相以周期邊界條件連接。在總體分析空間111作為一周的分析區(qū)域設(shè)定的情況下，不使用周期邊界條件。
在磁場(chǎng)分析中，作為基于磁特性數(shù)據(jù)的非線性分析，輸入成為磁場(chǎng)源的電流、磁鐵磁力等，使轉(zhuǎn)子沿滑動(dòng)面bb’上一邊旋轉(zhuǎn)，一邊用時(shí)間階躍法逐次進(jìn)行分析。在總體分析空間111內(nèi)有導(dǎo)體的情況下，輸入電導(dǎo)率分析渦流即可。另外，也可以進(jìn)行在時(shí)間上使導(dǎo)磁率一定的線性分析，而不考慮渦流的分析。這里，各時(shí)刻的磁性體內(nèi)各要素的導(dǎo)磁率保存在導(dǎo)磁率數(shù)據(jù)105中。在電勢(shì)a的空間高次諧波、時(shí)間高次諧波分量的展開(kāi)122中，將在總體磁場(chǎng)分析121中獲得的滑動(dòng)面bb’上的電勢(shì)展開(kāi)成空間高次諧波及時(shí)間高次諧波分量，以便有[式9]α(θ,z,t)=ΣmΣlAml(z)sin(mθ+lωt+αml)---(9)]]>在此情況下，也可以在靜止系統(tǒng)中進(jìn)行分量展開(kāi)，還可以在轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中進(jìn)行分量展開(kāi)。
其次，進(jìn)行定子、轉(zhuǎn)子漏磁通的磁場(chǎng)分析123。在定子、轉(zhuǎn)子漏磁通的磁場(chǎng)分析123中，在每一時(shí)刻階躍中將在總體分析121中獲得的磁性體內(nèi)各要素的導(dǎo)磁率數(shù)據(jù)105分配給磁性體內(nèi)各要素。作為邊界條件，與總體磁場(chǎng)分析121相同，總體分析空間111的外周面ss’和內(nèi)周面rr’的電勢(shì)取為零，周向端部的邊界面sr和另一邊界面s’r’互相以周期邊界條件連接。另外，外周側(cè)分析空間112側(cè)的滑動(dòng)面bb’上、內(nèi)周側(cè)分析空間113側(cè)的滑動(dòng)面cc’上的電勢(shì)，在外周面ss’及內(nèi)周面rr’上同樣設(shè)定為0，只在外周側(cè)分析空間112內(nèi)及內(nèi)周側(cè)分析空間113內(nèi)發(fā)生漏磁通。作為磁場(chǎng)源，給予在總體磁場(chǎng)分析121中給予的電流、磁鐵磁力，作為線性磁場(chǎng)分析，如果在總體磁場(chǎng)分析121中給予電導(dǎo)率，計(jì)算渦流，則同樣給予電導(dǎo)率，進(jìn)行考慮了渦流的分析即可。這時(shí)作為電流、磁鐵磁力，給予在總體分析121中給予的電流、磁鐵磁力本身，也可以進(jìn)行一次磁場(chǎng)分析，還可以給予分量展開(kāi)后的各電流、磁鐵磁力分量，進(jìn)行多次磁場(chǎng)分析，以使總和成為在總體磁場(chǎng)分析121中給予的電流、磁鐵磁力。
另外，在該定子、轉(zhuǎn)子漏磁通的磁場(chǎng)分析123中，由于在成為外周側(cè)分析空間112和內(nèi)周側(cè)分析空間113的邊界的滑動(dòng)面bb’上、滑動(dòng)面cc’上的邊界條件設(shè)定為0，所以外周側(cè)分析空間112和內(nèi)周側(cè)分析空間113能個(gè)別地進(jìn)行分析。與定子、轉(zhuǎn)子漏磁通的磁場(chǎng)分析23相同，在每一時(shí)刻階躍中將在總體分析121中獲得的磁性體內(nèi)各要素的導(dǎo)磁率數(shù)據(jù)105分配給磁性體內(nèi)各要素。作為邊界條件，與定子、轉(zhuǎn)子漏磁通的磁場(chǎng)分析123同樣地，與總體分析121相同，在總體分析空間111的外周面ss’和內(nèi)周面rr’上，將邊界條件設(shè)定為0，周向端部的邊界面sr和邊界面s’r’互相以周期邊界條件連接。在外周側(cè)分析空間112側(cè)的滑動(dòng)面bb’上、內(nèi)周側(cè)分析空間113側(cè)的滑動(dòng)面cc’上，與定子、轉(zhuǎn)子漏磁通的磁場(chǎng)分析123不同，用(9)式展開(kāi)的電勢(shì)中，只抽出了特定的m次空間高次諧波、1次時(shí)間高次諧波，將下式作為邊界條件設(shè)定。
α(θ，z，t)＝Aml(z)sin(mθ+lωt+αml) (10)
如果外周側(cè)分析空間112成為定子，則作為滑動(dòng)面bb’的邊界條件的(2)式采用靜止坐標(biāo)系中的算式，如果外周側(cè)分析空間112成為轉(zhuǎn)子，則采用旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的算式。另外同樣，如果內(nèi)周側(cè)分析空間113成為定子，則作為滑動(dòng)面cc’的邊界條件的(10)式采用靜止坐標(biāo)系中的算式，如果內(nèi)周側(cè)分析空間113成為轉(zhuǎn)子，則采用旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的算式。這樣處理后，在總體磁場(chǎng)分析121中不給予作為磁場(chǎng)源給予的電流、磁鐵磁力，進(jìn)行線性磁場(chǎng)分析。如果在總體磁場(chǎng)分析121中給予電導(dǎo)率，計(jì)算渦流，則同樣也可以給予電導(dǎo)率，進(jìn)行考慮了渦流的分析。
在特定空間高次諧波、時(shí)間高次諧波磁場(chǎng)分析124中，由于將(10)式的邊界條件分別給予成為外周側(cè)分析空間112和內(nèi)周側(cè)分析空間113的邊界的滑動(dòng)面bb’上、滑動(dòng)面cc’上，所以能個(gè)別地分析外周側(cè)分析空間112和內(nèi)周側(cè)分析空間113。另外，定子、轉(zhuǎn)子漏磁通的磁場(chǎng)分析123和特定空間高次諧波、時(shí)間高次諧波磁場(chǎng)分析124能按照不同的順序任意地實(shí)施，特定空間高次諧波、時(shí)間高次諧波磁場(chǎng)分析124中的特定的m次空間高次諧波、1次空間高次諧波只著眼于分析者欲分析的次數(shù)進(jìn)行分析即可。
另外，這里雖然說(shuō)明了使用磁矢量電勢(shì)A的分析，但如果是二維空間的分析，則庫(kù)侖計(jì)(Coulomb gauge)自動(dòng)成立，[式11]divA＝0(11)在三維空間的分析中，一般說(shuō)來(lái)為了進(jìn)行高速分析，最好不將測(cè)量(divA)固定，通過(guò)獨(dú)立測(cè)量(gauge free)或局部的獨(dú)立測(cè)量進(jìn)行計(jì)算。因此，在追隨時(shí)間階躍對(duì)磁矢量電勢(shì)A進(jìn)行分析的情況下，由于在各時(shí)間階躍中發(fā)生波動(dòng)，所以在將磁矢量電勢(shì)A展開(kāi)成時(shí)間高次諧波分量的情況下發(fā)生問(wèn)題。因此，在各時(shí)間階躍中，最好用下式 A＇＝A-gradψ (12)將求得的磁矢量電勢(shì)A變換成布置了庫(kù)侖計(jì)的磁矢量電勢(shì)A’。在此情況下，能用下式[式13]2ψ＝divA(13)求標(biāo)量電勢(shì)ψ。如果對(duì)這樣求得的各節(jié)點(diǎn)上的標(biāo)量電勢(shì)ψ，采用由下式[式14]a＇＝a-(ψ2-ψ1) (14)表示的新的變量a’代替變量a，則能解決測(cè)量波動(dòng)的問(wèn)題。這里，ψ1及ψ2分別是相當(dāng)于定義變量a的磁矢量電勢(shì)A的邊上的線積分邊上的起點(diǎn)及終點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)上的標(biāo)量電勢(shì)ψ的值。
圖8是表示本發(fā)明的第七實(shí)施形態(tài)的磁場(chǎng)分析法的流程圖。圖8中的實(shí)施例是對(duì)圖7中的實(shí)施例來(lái)說(shuō)，只將所使用的高次諧波作為空間高次諧波的例?？傮w磁場(chǎng)分析131與圖7相同，也同樣保存磁性體內(nèi)各要素的導(dǎo)磁率數(shù)據(jù)105。在電勢(shì)a的空間高次諧波分析132中，將在總體磁場(chǎng)分析131中獲得的滑動(dòng)面bb’上的電勢(shì)如下式所示，展開(kāi)成空間高次諧波分量。
α(θ,z,t)=ΣmAm(z,t)sin(mθ+αm(z,t))---(15)]]>定子、轉(zhuǎn)子漏磁通的磁場(chǎng)分析133與圖7相同。在特定空間高次諧波磁場(chǎng)分析134中，在每一時(shí)刻階躍中將在總體磁場(chǎng)分析131中獲得的磁性體內(nèi)各要素的導(dǎo)磁率數(shù)據(jù)105分配給磁性體內(nèi)各要素。作為邊界條件，與圖2相同，將總體分析空間111的外周面ss’和內(nèi)周面rr’上的電勢(shì)取為零，周向端部的邊界面sr和界面s’r’互相以周期邊界條件連接。在外周側(cè)分析空間112側(cè)的滑動(dòng)面bb’上、內(nèi)周側(cè)分析空間113側(cè)的滑動(dòng)面cc’上，用(15)式分析的電勢(shì)中，只抽出了特定的m次空間高次諧波(m＝0、1、2、…)，將下式作為邊界條件設(shè)定。
α(θ，z，t)＝Am(z，t)sin(mθ+αm(z，t))(16)磁場(chǎng)源不給予在總體磁場(chǎng)分析131中給予的電流、磁鐵磁力，作為線性磁場(chǎng)分析，如果在總體磁場(chǎng)分析131中給予電導(dǎo)率，計(jì)算渦流，則同樣也可以給予電導(dǎo)率，進(jìn)行考慮了渦流的分析。
圖9是表示本發(fā)明的第八實(shí)施形態(tài)的磁場(chǎng)分析法的流程圖。圖9中的實(shí)施例是對(duì)圖7中的實(shí)施例來(lái)說(shuō)，只將所使用的高次諧波作為時(shí)間高次諧波的例。總體磁場(chǎng)分析141與圖7的情況相同，也同樣保存磁性體內(nèi)各要素的導(dǎo)磁率數(shù)據(jù)105。在電勢(shì)a的時(shí)間高次諧波分析142中，將在總體磁場(chǎng)分析141中獲得的滑動(dòng)面bb’上的電勢(shì)如下式所示，展開(kāi)成時(shí)間高次諧波分量。
α(θ,z,t)=ΣlAl(θ,z)sin(lωt+αl(θ,z))---(17)]]>定子、轉(zhuǎn)子漏磁通的磁場(chǎng)分析143與圖7相同。在特定時(shí)間高次諧波磁場(chǎng)分析144中，在每一時(shí)刻階躍中將在總體磁場(chǎng)分析141中獲得的磁性體內(nèi)各要素的導(dǎo)磁率數(shù)據(jù)105分配給磁性體內(nèi)各要素。作為邊界條件，與圖2相同，將總體分析空間111的外周面ss’和內(nèi)周面rr’上的電勢(shì)取為零，周向端部的邊界面sr和界面s’r’互相以周期邊界條件連接。在外周側(cè)分析空間112側(cè)的滑動(dòng)面bb’上、內(nèi)周側(cè)分析空間113側(cè)的滑動(dòng)面cc’上，用(17)式分析的電勢(shì)中，只抽出了特定的1次時(shí)間高次諧波，將下式作為邊界條件設(shè)定。
α(θ，z，t)＝Al(θ，z)sin(lωt+αl(θ，z))(18)不給予在總體磁場(chǎng)分析141中給予的作為磁場(chǎng)源的線圈電流、磁鐵磁力，進(jìn)行線性磁場(chǎng)分析。如果在總體磁場(chǎng)分析141中給予電導(dǎo)率，計(jì)算渦流，則同樣也可以給予電導(dǎo)率，進(jìn)行考慮了渦流的分析。
在以上說(shuō)明的任意的實(shí)施例中，如圖10所示，能將在計(jì)算裝置151中通過(guò)一系列轉(zhuǎn)子空間·定子空間個(gè)別地分析獲得的磁場(chǎng)分布在視覺(jué)上一目了然地、按照所給予的邊界條件個(gè)別地顯示在顯示裝置152上。
另外，以上說(shuō)明的分析法當(dāng)然也能適用于旋轉(zhuǎn)半徑實(shí)際上無(wú)限大的線性電動(dòng)機(jī)。在此情況下，例如能按照以下的步驟進(jìn)行分析。
1)將邊界條件給予分析空間的外側(cè)邊界面，并給予由電流或磁鐵磁力引起的磁通勢(shì)，進(jìn)行線性電動(dòng)機(jī)總體的磁場(chǎng)分析的總體磁場(chǎng)分析步驟。2)存儲(chǔ)在上述總體磁場(chǎng)分析步驟中獲得的磁性體內(nèi)部的導(dǎo)磁率分布的步驟。3)將在上述總體磁場(chǎng)分析步驟中獲得的、記述了在可動(dòng)元件和定子之間的滑動(dòng)面上的磁場(chǎng)分布的電勢(shì)展開(kāi)成沿著與移動(dòng)方向垂直的方向有某種分布、關(guān)于移動(dòng)方向具有常數(shù)或周期性的分布的多個(gè)局部的高次諧波分量的步驟。4)給予與上述總體磁場(chǎng)分析步驟中的邊界條件相同的邊界條件，將狄利赫雷條件給予上述滑動(dòng)面，將上述導(dǎo)磁率分布給予分析空間總體，并給予由上述總體磁場(chǎng)分析給予的電流或磁鐵磁力，分別進(jìn)行包括可動(dòng)元件的可動(dòng)元件空間和包括定子的定子空間的線性磁場(chǎng)分析的步驟。5)給予與上述總體磁場(chǎng)分析步驟中的邊界條件相同的邊界條件，將分析后的上述高次諧波分量作為邊界條件依次給予上述滑動(dòng)面上，再將上述導(dǎo)磁率分布給予全部磁性體后固定，分別對(duì)包括可動(dòng)元件的可動(dòng)元件空間、以及包括定子的定子空間進(jìn)行線性磁場(chǎng)分析的步驟。在此情況下，還可以執(zhí)行按照給予的不同的上述邊界條件個(gè)別地顯示通過(guò)上述一系列可動(dòng)元件空間和定子空間的個(gè)別地分析獲得的磁場(chǎng)分布的步驟。
以上，基于本實(shí)施形態(tài)進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明不限于這些示例，當(dāng)然可以進(jìn)行各種變形。例如，根據(jù)上述分析程序的步驟進(jìn)行的分析方法或分析裝置當(dāng)然也包括在本發(fā)明的范疇內(nèi)。
如果采用以上說(shuō)明的本發(fā)明的磁場(chǎng)分析方法，則能迅速地實(shí)施由特定的高次諧波分量引起振動(dòng)、噪聲、鐵損、渦流損耗等諸多問(wèn)題的解決。即，由于能獲得特定的高次諧波分量的磁場(chǎng)分布、以及只是漏磁通的磁場(chǎng)分布，所以能特定振動(dòng)、噪聲、鐵損、渦流損耗等的提供的分量，由于能根據(jù)磁感應(yīng)線容易地制定降低特定的高次諧波磁場(chǎng)的方法，所以具有大幅度地加快高次諧波分量引起的振動(dòng)、噪聲、鐵損、渦流損耗等諸多問(wèn)題的考察、降低用的研究的效果。另外，由于不僅適用于二維分析，而且也能適用于三維分析，所以能進(jìn)行更詳細(xì)的分析。
權(quán)利要求
1.一種用來(lái)在計(jì)算機(jī)中執(zhí)行的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的磁場(chǎng)分析程序，其特征在于包括根據(jù)給予分析空間內(nèi)的第一特定部位的關(guān)于電磁變量的第一邊界條件，進(jìn)行分析空間的磁場(chǎng)分析的第一磁場(chǎng)分析步驟；按照每個(gè)高次諧波分量，將由上述第一磁場(chǎng)分析步驟獲得的上述分析空間內(nèi)的第二特定部位的電磁變量展開(kāi)的展開(kāi)步驟；將展開(kāi)的上述電磁變量的高次諧波分量中的至少與一個(gè)高次諧波分量有關(guān)的電磁變量作為第二邊界條件，給予上述第二特定部位的第二邊界條件設(shè)定步驟；以及根據(jù)上述第一及第二邊界條件，進(jìn)行分析空間的磁場(chǎng)分析的步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的磁場(chǎng)分析程序，其特征在于按照上述展開(kāi)步驟，將上述電磁變量分別展開(kāi)成關(guān)于空間分布的高次諧波分量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的磁場(chǎng)分析程序，其特征在于按照上述展開(kāi)步驟，將上述電磁變量分別展開(kāi)成關(guān)于時(shí)間分布的高次諧波分量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的磁場(chǎng)分析程序，其特征在于上述電磁變量是電勢(shì)或磁通勢(shì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的磁場(chǎng)分析程序，其特征在于在上述第一磁場(chǎng)分析步驟之前，包括存儲(chǔ)上述分析空間的導(dǎo)磁率分布的存儲(chǔ)步驟，在上述第一磁場(chǎng)分析步驟及第二磁場(chǎng)分析步驟中，根據(jù)由上述存儲(chǔ)步驟存儲(chǔ)的導(dǎo)磁率分布，進(jìn)行分析空間的磁場(chǎng)分析。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的磁場(chǎng)分析程序，其特征在于上述分析空間有對(duì)應(yīng)于定子的分析空間和對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)子的分析空間，上述第二特定部位是對(duì)應(yīng)于上述定子的分析空間和對(duì)應(yīng)于上述轉(zhuǎn)子的分析空間的邊界。
7.一種用來(lái)在計(jì)算機(jī)中執(zhí)行的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的磁場(chǎng)分析程序，其特征在于包括將邊界條件給予分析空間的外側(cè)邊界面，給予由電流或磁鐵的磁力產(chǎn)生的磁通勢(shì)，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)機(jī)總體的磁場(chǎng)分析的總體磁場(chǎng)分析步驟；存儲(chǔ)由上述總體磁場(chǎng)分析程序獲得的磁性體內(nèi)部的導(dǎo)磁率分布的步驟；將由上述總體磁場(chǎng)分析獲得的記述轉(zhuǎn)子和定子之間的滑動(dòng)面上的磁場(chǎng)分布的電勢(shì)，展開(kāi)成沿轉(zhuǎn)軸方向有某種分布、關(guān)于旋轉(zhuǎn)方向具有常數(shù)或周期性分布的多個(gè)高次諧波分量的步驟；給予與上述總體磁場(chǎng)分析步驟中的邊界條件相同的邊界條件，另外，將狄利赫雷條件給予上述滑動(dòng)面上，將存儲(chǔ)的上述導(dǎo)磁率分布給予全部分析空間并固定，給予在上述總體磁場(chǎng)分析步驟中給予的電流或磁鐵的磁力，分別在包括轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子空間及包括定子的定子空間中，進(jìn)行線性磁場(chǎng)分析的步驟；以及給予與上述總體磁場(chǎng)分析步驟中的邊界條件相同的邊界條件，將上述高次諧波分量作為邊界條件依次給予上述滑動(dòng)面上，并將上述導(dǎo)磁率分布給予全部磁性體，使電流或磁鐵的磁力為零，對(duì)包括轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子空間和包括定子的定子空間分別進(jìn)行線性磁場(chǎng)分析的步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的磁場(chǎng)分析程序，其特征在于在分析三維旋轉(zhuǎn)機(jī)結(jié)構(gòu)體的情況下，在將邊界條件給予分析空間的外側(cè)邊界面，給予由電流或磁鐵的磁力產(chǎn)生的磁通勢(shì)，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)機(jī)的磁場(chǎng)分析的步驟中，在展開(kāi)成上述時(shí)間高次諧波的步驟之前，進(jìn)行將根據(jù)獨(dú)立測(cè)量或局部獨(dú)立測(cè)量的條件獲得的電勢(shì)變換成滿(mǎn)足測(cè)量條件的電勢(shì)的步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的磁場(chǎng)分析程序，其特征在于還包括按照給予的不同的上述邊界條件個(gè)別地顯示通過(guò)上述一系列轉(zhuǎn)予空間和定子空間的個(gè)別地分析獲得的磁場(chǎng)分布的步驟。
10.一種在計(jì)算機(jī)中執(zhí)行用的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的磁場(chǎng)分析程序，其特征在于包括將邊界條件給予分析空間的外側(cè)邊界面，給予由電流或磁鐵的磁力產(chǎn)生的磁通勢(shì)，進(jìn)行一系列時(shí)間階躍中的旋轉(zhuǎn)機(jī)總體的磁場(chǎng)分析的總體磁場(chǎng)分析步驟；存儲(chǔ)由上述總體磁場(chǎng)分析步驟獲得的上述一系列時(shí)間階躍中的磁性體內(nèi)部的導(dǎo)磁率分布的步驟；將由上述總體磁場(chǎng)分析步驟獲得的記述轉(zhuǎn)子和定子之間的滑動(dòng)面上的磁場(chǎng)分布的電勢(shì)，展開(kāi)成沿轉(zhuǎn)軸方向有某種分布、關(guān)于旋轉(zhuǎn)方向具有常數(shù)或周期性分布的多個(gè)高次諧波分量的步驟；將從一系列時(shí)間階躍中的上述分析獲得的、關(guān)于旋轉(zhuǎn)方向具有常數(shù)或周期性分布的多個(gè)高次諧波分量沿時(shí)間軸方向進(jìn)行高次諧波展開(kāi)，抽出時(shí)間和空間高次諧波分量的步驟；給予與上述總體磁場(chǎng)分析步驟中的邊界條件相同的邊界條件，將狄利赫雷條件給予上述滑動(dòng)面上，給予在上述總體磁場(chǎng)分析步驟中給予的電流或磁鐵的磁力，在每一時(shí)間階躍中給予上述一系列的時(shí)間階躍中的上述磁性體內(nèi)部的上述導(dǎo)磁率分布，分別在包括轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子空間及包括定子的定子空間中，進(jìn)行線性磁場(chǎng)分析的步驟；以及給予與上述總體磁場(chǎng)分析步驟中的邊界條件相同的邊界條件，將上述時(shí)間和空間高次諧波分量作為邊界條件依次給予上述滑動(dòng)面上，并在每一時(shí)間階躍中固定地給予一系列的時(shí)間階躍中的磁性體內(nèi)的上述導(dǎo)磁率分布，使電流或磁鐵的磁力為零，對(duì)包括轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子空間和包括定子的定子空間分別進(jìn)行線性磁場(chǎng)分析的步驟。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的磁場(chǎng)分析程序，其特征在于在分析三維旋轉(zhuǎn)機(jī)結(jié)構(gòu)體的情況下，在將邊界條件給予分析空間的外側(cè)邊界面，給予由電流或磁鐵的磁力產(chǎn)生的磁通勢(shì)，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)機(jī)的磁場(chǎng)分析的步驟中，在展開(kāi)成上述時(shí)間高次諧波的步驟之前，進(jìn)行將根據(jù)獨(dú)立測(cè)量或局部獨(dú)立測(cè)量的條件獲得的電勢(shì)變換成滿(mǎn)足測(cè)量條件的電勢(shì)的步驟。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的磁場(chǎng)分析程序，其特征在于還包括按照給予的不同的上述邊界條件個(gè)別地顯示通過(guò)上述一系列轉(zhuǎn)子空間和定子空間的個(gè)別地分析獲得的磁場(chǎng)分布的步驟。
全文摘要
提供一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)的磁場(chǎng)分析方法，用特定部位的特定高次諧波對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)的磁場(chǎng)分布進(jìn)行濾波分析。其中，在計(jì)算機(jī)中執(zhí)行以下步驟根據(jù)被給予分析空間內(nèi)的第一特定部位的關(guān)于電磁變量的第一邊界條件，進(jìn)行分析空間的磁場(chǎng)分析的第一磁場(chǎng)分析步驟；將由第一磁場(chǎng)分析步驟獲得的分析空間內(nèi)的第二特定部位的電磁變量展開(kāi)成每一高次諧波分量的展開(kāi)步驟；將展開(kāi)的電磁變量的高次諧波分量中的至少與一個(gè)高次諧波分量有關(guān)的電磁變量作為第二邊界條件，給予第二特定部位的第二邊界條件設(shè)定步驟；以及根據(jù)第一及第二邊界條件，進(jìn)行分析空間的磁場(chǎng)分析的步驟。
文檔編號(hào)G06F17/50GK1508640SQ0312755
公開(kāi)日2004年6月30日 申請(qǐng)日期2003年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月18日
發(fā)明者井出一正, 宮田健治, 治, 島和男, 谷正之 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所