中国现代教育装备
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 教育科技  
基于ANSYS软件的特种电机实验课程教学案例研究
来源:《中国现代教育装备》杂志 时间:2024-7-22 14:59:21
  [导读]针对特种电机实验课程内容理论性强、控制方法概念抽象、学生难以理解等问题,以电励磁双凸极电机转矩控制方法为教学案例进行探索和研究。借助ANSYS软件,利用Maxwell模型进行仿真,可以直接观测在不同控制方法下转矩脉动的变化,并对仿真结果进行分析,加深学生对双凸极电机控制方法的理解,提高学生参与实验的积极性和解决问题的能力。

  特种电机课程是我校电气工程专业的选修课程,相较于原有电机学课程,特种电机课程包括双凸极电机、直流无刷电机、步进电机等特种电机的相关教学内容[1]。特种电机实验是电气工程专业重要的实践环节,可以加深学生对特种电机理论知识的理解和应用,激发学生的学习热情和主动探索的动力。

  特种电机课程内容涉及电、磁、力和热等多学科知识,抽象概念较多,要求学生具备较强的理解能力;而特种电机实验包括对电机电流电压波形的观测、不同控制方法下电机运行状态的观测等,强化学生对理论知识的理解。在实验教学过程中引入ANSYS有限元分析软件,建立虚拟电机模型,通过仿真分析使学生直观地认识电机学的内部机理,提高其对该课程的学习兴趣,取得较好的实验教学效果。

  1 ANSYS软件简介

  2 联合仿真分析

  3 结语

  特种电机学是一门重要的专业课程,针对学生在该课程学习中存在的一些问题,本文在实验教学过程中引入ANSYS有限元分析软件,利用RMxprt和Maxwell 2D模块建立虚拟电机模型,再通过Simplorer模块进行联合仿真,分析电机在不同控制方法下的转矩脉动,并以三相电励磁双凸极电机为例进行了详细分析。通过仿真模型,学生不仅能学习特种电机学理论和掌握ANSYS软件,而且能独立建立虚拟电机模型,更直观地观察转矩波形变化。这可以加深学生对电机不同控制方法下抑制换相转矩脉动的理解,使教学过程变得更加生动有趣,达到预想的实验教学效果。

  参考文献

  [1] 徐衍亮,王秀和,韩雪山.我国高校的电机课程的设置及其教学研究[J].电气电子教学学报,2013,35(2):36-38,46.

  [2] 赵博,张洪亮.Ansoft 12在工程电磁场中的应用[M].北京:中国水利水电出版社,2013.

  [3] 明庆永,陈志辉,封成双.基于查表法的电励磁双凸极电机建模研究[J].电机与控制应用,2021,48(6):49-56,62.

  [4] 曹瑞武,王凯,黄文新.基于ANSYS的特种电机参数化建模教学实践[J].电气电子教学学报,2020,42(6):21-24.

杨岚 南京航空航天大学自动化学院


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