Abstract
本論文研究之主旨，在探討電機設計中之有限單元電腦轉助模擬與分析。文中除研討某些特定電磁裝備之有限單元數值分析方法外，亦涉及交談式電腦輔助工程(CAE) 之軟體技術。所探討之電磁裝備，包括傳統之繞線直流電動機，與－新型電控燃油噴嘴中之快速電磁制動閥。自設計之考慮而言，電機裝備之電磁場現象，有以靜磁場為主者。有以暫態時變磁場為主者。此二研討之裝備，分別為上二者之典型。如何有效利用有限單元電磁計算方法，以輔助此二裝備之設計與分析，為本文研究之一重點，如何發展－親和式CAE 系統，以輔助有限單元之數值分析與模擬，則為文中之另一主題。經由前述之研究工作，有限單元電腦輔助工程系統，在電機設計工作中之功能與潛力，在文中因此得一整體性之探討與示範。本文僅論及二維與軸對稱電磁場問題之有限單元電磁場分析與計算。在直流電動機部份，本文中結合二維有限單元靜磁分析，與傳統之電路磁路方法，以進行換向作用之模擬分析。在電控燃油噴嘴部份，文中發展一新式算程，以求解快速電磁制動閥之動態模擬中，所涉及之軸對稱暫態電磁場，非線性控制電路，及閥針運動與燃油流動之高度藕合問題。在CAE 系統之軟體設計部份，本文中提出一組件導向之資料檔觀念，以進行交談式系統之資料庫設計。所發展完成之CAE 系統，名為MAG2程式。其中各項功能，在本文中均以此二電磁裝備為例，說明其應用。本文中各種分析計算結果，部份已有實驗工作配合，驗證文中模擬分析方法之準確性。本文研究所得之經驗，在末章中總結報導。對於MAG2程式之改進發展，與往后研究之方向在末章中亦提出干建議。