① 用 B/H 曲线来表示非线性材料； ② 用一条曲线表示，不考虑磁滞效应；
③ 在各向异性的三个方向上可分别说明B/H曲线，ANSYS缺省的B/H曲线是各
向同性的。 3. 剖分
对求解场域的剖分采用三角形六节点形式。定、转子极中心线重合位置（也称对齐位置，即θ = 30°）与定子极中心线与转子槽中心线重合位置（也称非对齐位置，即θ = 0°）的二维有限元网格剖分的结果见图 3-2。在对齐位置的剖分共有单元9888个，节点4756 个。对于定子每一相的极来说，转子转动60°机械角为一个周期，根据对称性，只计算转子转动30°范围即可。把定子极中心与转子槽中心对齐位置定义为 θ = 0°位置，在0 ~30°之间每隔3°剖分一次，共计算11个转子位置角对应的11条磁化曲线。
(a)最小电感位置 （b）最大电感位置
图 3-2 二维有限元网格剖分图
4. 施加边界条件和载荷
由于本文的研究是SR电机整个圆周域，因此只考虑一类齐次边界条件。即在电机定子外圆周以及转子内圆周上矢量磁位Az为零，即（2-44）中的边界条件。
由于绕组横截面的形状各异，有矩形的、梯形的，也有不规则的，因此统一将各种形式的绕组的体电流转化为定子极两侧的面电流，设面电流密度为Jz。计算公式为
JZ?niA
式中： A为载流线圈横截面积；n为线圈匝数；i为每匝通过的电流。在国际单位制中，Jz 的单位为2A / m。在二维分析中，其正值表示电流向+ Z方向，负值表示电流向Z方向。 5. 求解
采用波前法求解方程（2-2），矢量磁位的容差定为??10?5，对于SR电机的非线性分析，这里采用二步求解程序。即在计算初的前面3到5个子载荷步内让载荷斜坡变化，每个子步只有一次平衡迭代；当计算误差达到一定值时，最后解一个子步，有5到10次平
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衡迭代。进行非线性分析时，ANSYS软件本身能够自动计算收敛准则，每次平衡迭代具有相应的收敛标准。
3.2.2 静态磁场分析过程
第一步：设置选项，预先过滤掉其他的应用菜单，如图3-3所示
图3-3 过滤菜单
第二步：定义物理区的单元类型，如图3-4，3-5所示
图3-4 定义单元
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图3-5 修改单元选项
第三步：定义材料属性，如图3-6
图3-6定义电机材料属性
第四步：建立模型，如图3-7
图3-7建立模型
第五步：加载并计算，如图3-8，3-9
图3-8 施加载荷
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图3-9 求解选项
3.2.3 SR电机磁场有限元计算结果及后处理
图3-10~图3-12分别为 ANSYS8.1软件环境下仿真得出的电机在额定工况下二维磁场的磁通分布图、磁密矢量图和等磁密图，相绕组电流均为36安。从图3-10中可以看出当SR电机一相绕组通以电流时，在对齐和非对齐位置处，电机的磁通主要分三部分：首先为定子绕组通有电流的激磁极经气隙达到转子极的主磁通；第二为经极间气隙达到定子轭部的漏磁通；最后为从励磁极经极间相邻相绕组的相间漏磁通。由图 3-11 和图 3-12 可见，当转子位置角θ = 0°时，由于气隙磁阻较大，漏磁通也较大，当转子位置角逐渐变化到22 .5°时，SR电机的主、漏磁通均越来越大。当定、转子极部分重合时，定、转子极极身的局部饱和最为严重，这时定、转子极尖的磁密最大为2.75T。随着转子极与定子极表面重合面积的增大，定、转子极身的局部饱和度将逐渐减小，完全重合时，除定、转子极尖部分外，其它部分基本上不饱和，此时磁路中主要是主磁通，漏磁通主要是相间漏磁通，从图 3-10 中的定、转子磁极可清楚地看到。
（a）最小电感位置
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(b)定、转子极部分重叠
（c）最大电感位置 图3-10 等磁位线图
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