某一個圓筒形直線電機瞬態(tài)磁場仿真總結報告

1、 利用Ansoft中的工程電磁場有限元分析軟件Mexwell對某一直線電機進行仿真。所做的是二維瞬態(tài)磁場的分析，基本步驟為：建模、定義材料屬性、分配材料、劃分網格、設置加載、邊界條件、設定求解參數及后處理。一、建立的材料模型如圖：主要包括初級槽、初級沖片、永磁體和次級軛，以及將包圍運動部分的Band區(qū)域和是求解域連通的Outregion區(qū)域。 二、設置材料屬性及分配材料：Band面域及外層面域為空氣，繞組材料為銅，定子鐵芯及轉子鐵心為10號鋼，永磁體材料為NdFe30。分配如圖：三、激勵源及邊界條件的定義和加載：對永磁體進行磁極方向的確定，并采用徑向充磁。繞組線圈為200匝，加載電流源激勵。加

2、載的邊界條件為氣球邊界條件。四、運動選項設置：直線電機瞬態(tài)磁場分析針對電機直線運動時的磁場變化而言的，選中Band面域，設置運動類型為直線運動，運動平行與坐標軸Z，初始位置為0，為確保磁極不脫離初級，雙向位移分別設置為-40cm和50cm。 五、網格剖分設置，選擇Inside Selection對整個模型內部進行剖分，具體設置為：Length_Band=0.2cm Length_coil=0.25cm Length_stator=0.3cm Length_PM=0.2cm Length_Outregion=0.4cm 剖分效果如圖： 六、求解設置：求解起始和終止時間分別為0和0.1秒，步長為0

3、.00025秒，求解400步，場信息保存時間步長設置為0.0005秒，即每求解兩步保存一次，并添加到時見菜單，如圖： 分析自檢后進行求解計算，得到在 0.0015秒時的各參量如下： 1.圓筒直線電機定位力曲線：0.005.0010.0015.0020.0025.0030.0035.0040.00Time ms-50.00-37.50-25.00-12.500.0012.5025.0037.50Moving1.Force_z newtonCylindric_PMXY Plot 1ANSOFTCurve InfoMoving1.Force_zSetup1 : Transient 圓筒直線電機A、B

4、、C三相繞組的反電動勢曲線：0.005.0010.0015.0020.0025.0030.0035.0040.00Time ms-375.00-250.00-125.00 0.00125.00250.00375.00Y1 VCylindric_PMXY Plot 2ANSOFTCurve InfoInducedVoltage(WindingA)Setup1 : TransientInducedVoltage(WindingB)Setup1 : TransientInducedVoltage(WindingC)Setup1 : Transient 圓筒直線電機A、B、C三相繞組的磁鏈曲線：0.0

5、05.0010.0015.0020.0025.0030.0035.0040.00Time ms-1.25-0.630.000.631.25Y1 WbCylindric_PMXY Plot 3ANSOFTCurve InfoFluxLinkage(WindingA)Setup1 : TransientFluxLinkage(WindingB)Setup1 : TransientFluxLinkage(WindingC)Setup1 : Transient 圓筒直線電機動子移動位置圖： 0.0020.0040.0060.0080.00100.00Time ms 0.0050.00100.00150.00200.00250.00Position mmCylindric_PMXY Plot 4ANSOFTCur