發(fā)電機在實際運行中其電壓、電流、磁場等都是隨著時間不斷變化的，是一個極其復(fù)雜的過程。通過對發(fā)電機瞬態(tài)電磁場的分析，可以分別模擬發(fā)電機在空載和負載情況下的運行情況，對空載和負載情況下的發(fā)電機進行研究。

4.4.1發(fā)電機空載電磁場分析

    通過空載特性可以檢驗磁路設(shè)計是否合理。在空載情況下能夠得到氣隙磁密波形圖，通過檢驗氣息磁密波形的正弦性來確保磁負荷在合理范圍內(nèi);可以得到各部分的磁密分布情況，驗證發(fā)電機設(shè)計的合理性。此外齒槽轉(zhuǎn)矩、感應(yīng)電壓等都可在空載情況下進行分析。

    在Maxwell軟件中可以通過以下兩種方式來實現(xiàn)發(fā)電機的空載運行:設(shè)置發(fā)電機所加的電壓源激勵或者電流源激勵為0;利用Maxwell中的電路編輯模塊搭建外電路，并使得外電路接無窮大負載表示開路。

    通過一種方式來做有限元仿真分析，將發(fā)電機模型的激勵源設(shè)置為0,通過仿真得到空載反電勢波形圖，空載反電勢正弦性較好，諧波小。在Maxwell中對得到的空載反電勢進行傅里葉變換，得到各次諧波含量和大小。空載電壓波形的好壞直接影響到發(fā)電機的發(fā)電質(zhì)量。

    氣隙磁密頂部向下凹陷的部分是由于齒槽磁阻不同所造成的，氣隙磁密大值為0.78T，符合設(shè)計要求。氣隙磁密是檢驗永磁體的用量的依據(jù)，若永磁體的厚度選取太大則氣息磁密將會較大，定轉(zhuǎn)子的扼部將會過飽和，增大電機損耗，電機效率就會大為降低，永磁體材料也得不到充分利用。將所得氣隙磁密進行傅里葉變換得到諧波幅值圖，發(fā)電機氣隙磁密中還含有一定量的諧波，各次諧波含量合理。