磁饱和对电机工作性能的影响分析

电札两ｊ皇刊应用２０１７，４４（１１）　研究与设计Ｉ　Ｅ№Ａ　

基于Ａｎｓｏｆｔ　Ｍａｘｗｅｌｌ对单相步进电机　

性能影响因素的分析半　

陈金学　，　毛可意　，　赵　飞　，　卓　亮　（１．贵州航天林泉电机有限公司，贵州贵阳５５０００８；　

２．国家精密微特电机工程技术研究中心，贵州贵阳５５０００８）　

摘要：基于Ａｎｓｏｆｔ　Ｍａｘｗｅｌｌ有限元分析软件，对单相步进电机性能的影响因素进行分析。分析结果表　明：使用温度、输入电压显著影响电机性能，在设计时应充分考虑电机的应用领域及工况；同轴度、气隙会对电　机的性能产生一定影响，应确保同轴度和气隙的最佳设计；形位公差对电机性能的影响最小，可忽略不计。　关键词：Ａｎｓｏｆｔ　Ｍａｘｗｅｌｌ；单相步进电机；输出力矩：输出角度　中图分类号：ＴＭ　３０２　文献标志码：Ａ　文章编号：１６７３．６５４０（２０１７）１１—００８５—０４　

Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　Ｆａｃｔｏｒｓ　ｏｆ　Ｓｉｎｇｌｅ　Ｐｈａｓｅ　Ｓｔｅｐｐｉｎｇ　

Ｍｏｔｏｒ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ａｎｓｏｆｔ　Ｍａｘｗｅｌｌ　

ＣＨＥＮＪｉｎｘｕｅ　，ＭＡＯ　Ｋｅｙｉ　，ＺＨＡＯ　Ｆｅｉ　，ＺＨＵＯ　Ｌｉａｎｇ　’　

（１．Ｇｕｉｚｈｏｕ　Ａｅｒｏｓｐａｃｅ　Ｌｉｎｑｕａｎ　Ｍｏｔｏｒ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｇｕｉｙａｎｇ　５５０００８，Ｃｈｉｎａ；　

２．Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｃｅｎｔｅｒ　ｆｏｒ　Ｓｍａｌｌ　ａｎｄ　Ｓｐｅｃｉａｌ　Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ　Ｍｏｔｏｒｓ，Ｇｕｉｙａｎｇ　５５０００８，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ａｎｓｏｆｉ　Ｍａｘｗｅｌｌ，ｔｈｅ　ｆａｃｔｏｒｓ　ａｆｆｅｃｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ｓｉｎｇｌｅ　ｐｈａｓｅ　ｓｔｅｐｐｉｎｇ　ｍｏｔｏｒ　ｗｅｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｉｎｐｕｔ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ　ａｆｅｃｔｅｄ　ｔｈｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｏｔｏｒ，ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｆｉｅｌｄ　ａｎｄ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍａｃｈｉｎｅ　ｓｈｏｕｌｄ　ｂｅ　ｆｕｌｌｙ　ｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ．Ａｘｉａｌｉｔｙ　ａｎｄ　ａｉｒ　ｇａｐ，ｔｏ　ａｎ　ｅｘｔｅｎｔ，ｈａｄ　ａｎ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｏｔｏｒ，ｈｅｎｃｅ　ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍａｌ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｔｈｅｍ　ｓｈｏｕｌｄ　ｂｅ　ｇｕａｒａｎｔｅｅｄ．Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃａｌ　ｔｏｌｅｒａｎｃｅｓ　ｈａｄ　ｍｉｎｉｍａｌ　ｉｍｐａｃｔ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｏｔｏｒ，ｗｈｉｃｈ　ｃｏｕｌｄ　ｂｅ　ｎｅｇｌｅｃｔｅｄ。　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ａｎｓｏｆｔ　Ｍａｘｗｅｌｌ；ｓｉｎｇｌｅ　ｐｈａｓｅ　ｓｔｅｐｐｉｎｇ　ｍｏｔｏｒ；ｏｕｔｐｕｔ　ｔｏｒｑｕｅ；ｏｕｔｐｕｔ　ａｎｇｌｅ　

龙源期刊网

天然气调压器工作性能影响分析

作者：孟祥军 许宏良 刘宏亮

来源：《山东工业技术》2017年第17期

摘 要：燃气调压器是各种场站的主要调压设备，调压器的正常运行工作对天然气管网向用户供气的能力与安全稳定性有着直接关系，分析调压器工作性能的影响因素有其独特性。以自力式调压器为研究对象，主要从节流效应、噪音、上下游压力差等方面分析影响其正常运行的原因，产生的影响，并根据实际工程运行管理提出相应改善措施，提高调压器安全运行可靠度，为天然气场站工作提供现实保障。

关键词：天然气；调压器；影响因素；可靠度

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.17.037

0 前言

燃气调压器是燃气门站、各种场站的主要核心部件，也是燃气管网输配运行过程中的核心调压设备，调压器的安全可靠运行对天然气管网向用户供气的能力与安全稳定性有着直接关系[1-2]。但是，流体介质的改变、工况参数多样化及调压器自身结构缺陷，都会影响调压器正常运行，严重可致调压器故障切断，对正常生产、生活造成巨大影响。因此，本文通过对常用自力式调压器力学工作原理分析，研究影响调压器正常工作的因素，试探分析解决措施，确保其安全稳定运行。

1 自力式调压器工作原理

自力式的调压器，是依靠介质本身出口压力变化自动完成出口压力调节的调压器，也是应用较广的一种调压器，根据有无指挥器分为直接作用式和间接作用式。出口压力P2的变化通过信号管直接或经过指挥器间接反馈到主调压器皮膜上方弹簧上，然后通过改变弹簧受力自动控制主阀的阀口开闭扩张，以适应下游出口压力P2的变化，来保证下游工作压力的稳定输出，为燃气输配安全运行提供有利保障。

2 调压器工作影响因素

2.1 节流效应

天然气经过节流降压后产生的降温现象即节流效应，也称焦耳—汤姆逊效应，气体在绝热过程中发生的温度变化用焦耳—汤姆逊系数来表示，其物理意义为单位压力下降的温度变化值[4]。一般情况下，压力每降0.1 MPa，温度大约降低1℃，即每公斤压力降对应1℃的温度降，经调压器调节后的天然气温度变化程度可用公式1大约估算，出口温度（T2）与气体进口温度（T1）、出入口压力比值有关[5]。 龙源期刊网

bs饱和磁感应强度

饱和磁感应强度（Bs）是指在一定的温度和外加磁场条件下，磁介质中磁化过程中磁感应强度达到最大值时的数值。饱和磁感应强度是一个重要的物理参数，它对于材料的磁性能和应用具有重要的影响。

饱和磁感应强度是磁性材料的一个关键指标，它决定了材料在磁化过程中的最大磁感应强度。当外加磁场逐渐增大时，磁性材料的磁感应强度也会随之增大，直到达到一个极限值，即饱和磁感应强度。超过这个极限值后，材料的磁感应强度不再随外加磁场增大而增大，而是趋于饱和状态。

饱和磁感应强度是由磁性材料的晶格结构和原子磁矩决定的。在材料的饱和磁化过程中，原子的磁矩会逐渐定向并最终达到饱和状态，此时磁感应强度也达到最大值。不同的磁性材料具有不同的饱和磁感应强度，这也是它们在磁性应用中的重要差异之一。

饱和磁感应强度与材料的磁导率有密切的关系。磁导率是衡量材料对磁场的响应能力的物理量，它描述了材料中磁感应强度与外加磁场强度之间的关系。当外加磁场强度足够大时，磁导率趋于一个定值，即饱和磁导率。通过磁导率与饱和磁感应强度的关系，可以进一步了解材料的磁性能。

磁性材料的饱和磁感应强度对于许多应用至关重要。在电力工程中，饱和磁感应强度决定了电机和变压器的磁场强度和输出功率。在电子技术中，饱和磁感应强度影响了磁存储器和传感器的灵敏度和响应速度。在磁记录领域，饱和磁感应强度决定了磁盘和磁带的存储密度和读写速度。

为了提高材料的饱和磁感应强度，研究人员通过不断优化材料的组成和结构，开发出了一系列高性能的磁性材料。例如，钕铁硼磁体具有较高的饱和磁感应强度，被广泛应用于电机、发电机和电力传输设备中。铁氧体材料具有较低的饱和磁感应强度，但具有良好的磁导率和低磁耗，适用于高频电磁器件和磁记录媒体。

饱和磁感应强度是磁性材料的重要物理参数，它决定了材料在磁化过程中的最大磁感应强度。饱和磁感应强度与材料的磁导率密切相关，对于电力工程、电子技术和磁记录等领域的应用具有重要意义。通过优化材料的组成和结构，可以提高材料的饱和磁感应强度，进一步拓展磁性材料的应用范围。

测试试验　汽车实　技术　ＡＵＴ０ＭＯＢ　Ｉ　ＬＥ　ＡＰＰＬ　Ｉ　ＥＤ　ＴＥＣＨＮＯＬ０ＧＹ　２０ｌ　５年第７期　２Ｏｌ５　Ｎ０．７　

气隙长度对三相感应电机性能的影响分析　

李玉山，魏会来　

（长城汽车股份有限公司技术中心，河北省汽车工程技术研究中心，河北保定０７１０００）　

摘要：电机的气隙磁场是电机进行机电能量转换的重要场所，而气隙长度是其主要影响因素之一。使用Ａｎｓｏｆｌ　Ｍａｘｗｅｌｌ软件建立三相异步电机模型并进行有限元仿真分析，得出电机在不同气隙长度时的性能曲线，通过比较这　

些曲线分析出气隙长度对电机性能的影响。　

关键词：异步电机；气隙长度；影响因素；有限元分析　

中图分类号：Ｕ４６３．４文献标识码：Ａ文章编号：１　６７１—７９８８（２０１　５）ｏ７—９１—０３　

Ｉｍｐａｃｔ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　Ｔｈｒｅｅ—ｐｈａｓｅ　Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ　Ｍｏｔｏｒ　Ｗｉｔｈ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　Ａｉｒ－ｇａｐ　

ＬｉＹｕｓｈａｎ．ＷｅｉＨｕｉｌａｉ　

（Ｒ＆Ｄ　Ｃｅｎｔｅｒ　ｏｆＧｒｅａｔ　Ｗａｌｌ　Ｍｏｔｏｒ　Ｃｏｍｐａｎｙ．Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ　ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｃｅｎｔｅｒ　ｏｆＨｅｂｅｉ，Ｈｅｂｅｉ　Ｂａｏｄｉｎｇ　０７１０００）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ａｉｒ－ｇａｐ　ｍａｇｎｅｔｉｃ　ｆｉｅｌｄ　ｏｆ　ｍｏｔｏｒ　ｉｓ　ａｎ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｐｌａｃｅ　ｗｈｅｒｅ　ｔｈｅ　ｍｏｔｏｒ　ｃｏｎｄｕｃｔ　ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｅｎｅｒｇｙ　

ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｇａｐ　ｌｅｎｇｔｈ　ｉｓ　ｏｎｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｆａｃｔｏｒｓ　ａｆｆｅｃｔ　ｔｏ　ｔｈｅ　ａｉｒ－ｇａｐ　ｍａｇｎｅｔｉｃ　ｆｉｅｌｄ．Ｕｓｉｎｇ　Ａｎｓｏｆｆ　Ｍａｘｗｅｌｌ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｔｏ　ｍｏｄｅｌｉｎｇ　ａ　ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ　ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ　ｍｏｔｏｒ　ａｎｄ　ｆｉｎｉｔｅ　ｅｌｅｍｅｎｔ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｅｎ　ｏｂｍｉｎｅｄ　ｔｈｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ