ANSOFT軟件在電機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用教程學(xué)習(xí)課程

1、主要內(nèi)容u電機(jī)設(shè)計(jì)方法u電機(jī)設(shè)計(jì)軟件RMxprt介紹u電磁場分析軟件Maxwell 2D基本介紹u實(shí)例第1頁/共51頁第一頁，編輯于星期五：十點(diǎn) 十四分。一.電機(jī)設(shè)計(jì)方法u電機(jī)設(shè)計(jì)方法 等效磁路法 磁網(wǎng)絡(luò)法 電磁場解析分析方法 電磁場數(shù)值計(jì)算方法 場路結(jié)合方法 有限差分法 有限元法 積分方程法 邊界元法第2頁/共51頁第二頁，編輯于星期五：十點(diǎn) 十四分。二.ANSOFTANSOFT軟件介紹1.RMxprt2.Maxwell 2du 電場u 靜磁場u渦流場u 瞬態(tài)場u溫度場求解涉及到運(yùn)動和任意波形的電壓，電流激勵(lì)的設(shè)備，獲得精確的預(yù)測性能特性。分析由恒定電流，永磁體及外部激磁引起的磁場。該模塊可

2、自動計(jì)算磁場力，轉(zhuǎn)矩，電感和儲能。第3頁/共51頁第三頁，編輯于星期五：十點(diǎn) 十四分。二.ANSOFTANSOFT軟件介紹-RMxprtRMxprtRMxprt感應(yīng)電機(jī)同步電機(jī)電子換向電機(jī)機(jī)械換向電機(jī)電機(jī)模塊第4頁/共51頁第四頁，編輯于星期五：十點(diǎn) 十四分。RMxprtRMxprt界面第5頁/共51頁第五頁，編輯于星期五：十點(diǎn) 十四分。RMxprtRMxprt設(shè)置參數(shù)的基本操作第6頁/共51頁第六頁，編輯于星期五：十點(diǎn) 十四分。RMxprtRMxprt1 1創(chuàng)建新工程第7頁/共51頁第七頁，編輯于星期五：十點(diǎn) 十四分。第8頁/共51頁第八頁，編輯于星期五：十點(diǎn) 十四分。2電路設(shè)置circui

3、t超前觸發(fā)角（電角度）觸發(fā)脈沖寬度（電角度）半導(dǎo)體管壓降二級管壓降第9頁/共51頁第九頁，編輯于星期五：十點(diǎn) 十四分。3定子設(shè)置statoru定子鐵心外徑u定子鐵心內(nèi)徑u鐵心長度u疊壓系數(shù)u鐵心材料u定子槽數(shù)u槽形選擇u斜槽槽數(shù)第10頁/共51頁第十頁，編輯于星期五：十點(diǎn) 十四分。定子槽和繞組設(shè)置第11頁/共51頁第十一頁，編輯于星期五：十點(diǎn) 十四分。4求解設(shè)置負(fù)載類型：恒轉(zhuǎn)矩，恒功率等等額定輸出功率，額定電壓，額定轉(zhuǎn)速，工作溫度第12頁/共51頁第十二頁，編輯于星期五：十點(diǎn) 十四分。5檢查第13頁/共51頁第十三頁，編輯于星期五：十點(diǎn) 十四分。6運(yùn)算第14頁/共51頁第十四頁，編輯于星期五：

4、十點(diǎn) 十四分。7輸出report第15頁/共51頁第十五頁，編輯于星期五：十點(diǎn) 十四分。第16頁/共51頁第十六頁，編輯于星期五：十點(diǎn) 十四分。三靜態(tài)場分析靜態(tài)場：磁場不隨時(shí)間變化。包括：1穩(wěn)恒電流產(chǎn)生的磁場 2外加靜磁場產(chǎn)生的磁場 3勻速移動的導(dǎo)體產(chǎn)生的磁場 4永磁體產(chǎn)生的磁場分析什么？ 磁場力，轉(zhuǎn)矩，磁力線分布第17頁/共51頁第十七頁，編輯于星期五：十點(diǎn) 十四分。二.ANSOFTANSOFT軟件介紹-Maxwell 2dMaxwell 2d1建立模型4設(shè)定求解參數(shù)2指定材料屬性 3建立邊界條件和激勵(lì)源 基本步驟5后處理第18頁/共51頁第十八頁，編輯于星期五：十點(diǎn) 十四分。1 1建立新工

5、程第19頁/共51頁第十九頁，編輯于星期五：十點(diǎn) 十四分。2建立模型1 1模型繪制命令項(xiàng)介紹模型繪制命令項(xiàng)介紹 File Eidt Reshape Boolean Arrange Object Model Window Help2工具條第20頁/共51頁第二十頁，編輯于星期五：十點(diǎn) 十四分。建模過程中注意事項(xiàng)u物體必須封閉。u物體之間可以完全包含，不可以交叉。u物體邊的分段數(shù)不可太低。u盡量避免過尖銳的物體，必要時(shí)要做鈍化處理。u應(yīng)用布爾運(yùn)算后，原物體并不被刪除，而是被指定為Non_model，物體處于隱藏狀態(tài)。第21頁/共51頁第二十一頁，編輯于星期五：十點(diǎn) 十四分。建?；静僮鱱選擇Mod

6、el/Drawing Plane命令，設(shè)置模型的繪制平面。選項(xiàng)中包括XY Plane和RZ Plane.u 選擇Model/Drawing Size重新定義模型區(qū)域的大小。u 選擇Model/Drawing Units來定義模型所用的單位。u創(chuàng)建模型。建議通過畫直線和圓弧來完成場域邊界的建立。u需要的時(shí)候，利用Edit,Reshape和Arrange菜單命令修改你所建立的模型。u保存所建立的模型，退出模型繪制面板。第22頁/共51頁第二十二頁，編輯于星期五：十點(diǎn) 十四分。繞組注意事項(xiàng)u連接要正確。u盡量用不同顏色標(biāo)明。u同相分組。第23頁/共51頁第二十三頁，編輯于星期五：十點(diǎn) 十四分。3設(shè)定

7、模型材料屬性（Setup Materials） u選中物體，從材料庫中選擇所需材料，點(diǎn)擊“Assign”。u添加新材料u材料的屬性也可以用函數(shù)來賦值。排除物體有些情況下，可能讓一些物體不參加計(jì)算，這時(shí)，就可以利用排除該物體來實(shí)現(xiàn)該目的。一種典型的情況是，對于一個(gè)閉合的場域問題（如由第一類邊界包圍的一個(gè)電場區(qū)域）背景可以不參加計(jì)算，這時(shí)就可以利用排除背景來實(shí)現(xiàn)。具體做法為：選擇要排除的物體，點(diǎn)擊Exclude?？蒊nclude來恢復(fù)物體。 第24頁/共51頁第二十四頁，編輯于星期五：十點(diǎn) 十四分。4設(shè)定邊界條件及激勵(lì)源 第一種：默認(rèn)邊界條件 1自然邊界條件跨越物體之間的界面磁場強(qiáng)度H的切向分量和

8、磁感應(yīng)強(qiáng)度B的法向分量連續(xù)。2齊次諾伊曼邊界條件磁場強(qiáng)度H的切向分量為零，強(qiáng)制磁場垂直表面。第二種：氣球邊界條件軸對稱RZ平面的模型，求解區(qū)域向RZ方向無限延伸，在R和Z方向設(shè)置一個(gè)邊界，稱謂無限遠(yuǎn)邊界，如果無限遠(yuǎn)邊界場量為零而引起的誤差小于允許值，這樣，求解區(qū)域就變成有限區(qū)域。第25頁/共51頁第二十五頁，編輯于星期五：十點(diǎn) 十四分。4設(shè)定邊界條件及激勵(lì)源 第三種：對稱邊界條件對稱面兩側(cè)電流滿足大小相等，方向相反。1奇對稱邊界條件2偶對稱邊界條件對稱面兩側(cè)電流滿足大小相等，方向相同。減小模型尺寸，節(jié)省計(jì)算資源。第26頁/共51頁第二十六頁，編輯于星期五：十點(diǎn) 十四分。4設(shè)定邊界條件及激勵(lì)源

9、靜態(tài)場激勵(lì)源為電流源第27頁/共51頁第二十七頁，編輯于星期五：十點(diǎn) 十四分。4設(shè)定邊界條件及激勵(lì)源 暫態(tài)場激勵(lì)源為電流源，電壓源以及外接電路。第28頁/共51頁第二十八頁，編輯于星期五：十點(diǎn) 十四分。4設(shè)定邊界條件及激勵(lì)源 電流源設(shè)置第29頁/共51頁第二十九頁，編輯于星期五：十點(diǎn) 十四分。電壓源設(shè)置4設(shè)定邊界條件及激勵(lì)源 第30頁/共51頁第三十頁，編輯于星期五：十點(diǎn) 十四分。4設(shè)定邊界條件及激勵(lì)源 外電路中設(shè)置激勵(lì)源第31頁/共51頁第三十一頁，編輯于星期五：十點(diǎn) 十四分。4設(shè)定邊界條件及激勵(lì)源 00amxmbmymczIIIIIIIIII 兩相導(dǎo)通的三相無刷直流電機(jī)三相星接正弦永磁同步

10、電機(jī)0.50.50.50.5amxmbmymcmzmIIIIIIIIIIII 在靜態(tài)場中常見的兩種電機(jī)的電流源設(shè)置。第32頁/共51頁第三十二頁，編輯于星期五：十點(diǎn) 十四分。4設(shè)定邊界條件及激勵(lì)源 三相星接正弦永磁同步電機(jī)sin(2)sin(2120)sin(2240)ambmamIIfTIIfTIIfT在暫態(tài)場中永磁同步電機(jī)的電流源設(shè)置。第33頁/共51頁第三十三頁，編輯于星期五：十點(diǎn) 十四分。5求解設(shè)置靜磁場第34頁/共51頁第三十四頁，編輯于星期五：十點(diǎn) 十四分。暫態(tài)磁場第35頁/共51頁第三十五頁，編輯于星期五：十點(diǎn) 十四分。剖分氣隙中重點(diǎn)剖分。第36頁/共51頁第三十六頁，編輯于星期

11、五：十點(diǎn) 十四分。運(yùn)動參數(shù)設(shè)置第37頁/共51頁第三十七頁，編輯于星期五：十點(diǎn) 十四分。求解第38頁/共51頁第三十八頁，編輯于星期五：十點(diǎn) 十四分。后處理靜態(tài)場第39頁/共51頁第三十九頁，編輯于星期五：十點(diǎn) 十四分。后處理暫態(tài)場第40頁/共51頁第四十頁，編輯于星期五：十點(diǎn) 十四分。定位轉(zhuǎn)矩第41頁/共51頁第四十一頁，編輯于星期五：十點(diǎn) 十四分?？蛰d反電勢波形第42頁/共51頁第四十二頁，編輯于星期五：十點(diǎn) 十四分。產(chǎn)生毛次的原因？有時(shí)是因?yàn)槠史值脑?，?步長較小計(jì)算時(shí)會出現(xiàn)毛刺現(xiàn)象。第43頁/共51頁第四十三頁，編輯于星期五：十點(diǎn) 十四分。磁鏈第44頁/共51頁第四十四頁，編輯于星期五：十點(diǎn) 十四分。后處理磁通分布第45頁/共51頁第四十五頁，編輯于星期五：十點(diǎn) 十四分。磁密分布云圖 隔磁橋和槽肩角以及沖片其它位置的飽和程度，有無異樣點(diǎn)。第46頁/共51頁第四十六頁