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

1、會(huì)計(jì)學(xué)1ANSOFT軟件在電機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用教程軟件在電機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用教程主要內(nèi)容主要內(nèi)容第1頁/共51頁一一.電機(jī)設(shè)計(jì)方法電機(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(chǎng)解析分析方法電磁場(chǎng)數(shù)值計(jì)算方法場(chǎng)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頁二二.ANSOFTANSOFT軟件介紹軟件介紹1.RMxprt2.Maxwell 2du電場(chǎng)u靜磁場(chǎng)u渦流場(chǎng)u瞬態(tài)場(chǎng)u溫度場(chǎng)求解涉及到運(yùn)動(dòng)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(cè)性能特性。分析由恒定電流，永磁體及外部激磁引起的磁場(chǎng)。該模塊可自動(dòng)計(jì)算磁場(chǎng)力，轉(zhuǎn)矩，電感和儲(chǔ)能。第3頁/共51頁二二.ANSOFTANSOFT軟件介

2、紹軟件介紹-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RMxprtRMxprt界面界面第5頁/共51頁RMxprtRMxprt設(shè)置參數(shù)的基本操作設(shè)置參數(shù)的基本操作第6頁/共51頁RMxprtRMxprt1 1創(chuàng)建新工程創(chuàng)建新工程第7頁/共51頁第8頁/共51頁2電路設(shè)置電路設(shè)置circuit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(jí)管壓降第9頁/共51頁3定子設(shè)置定子設(shè)置statoru定子鐵心外徑u定子鐵心內(nèi)徑u鐵心長(zhǎng)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頁定子槽和繞組設(shè)置定子槽和繞組設(shè)置第

3、11頁/共51頁4求解設(shè)置求解設(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5檢查檢查第13頁/共51頁6運(yùn)算運(yùn)算第14頁/共51頁7輸出輸出report第15頁/共51頁第16頁/共51頁三靜態(tài)場(chǎng)分析三靜態(tài)場(chǎng)分析靜態(tài)場(chǎng)：磁場(chǎng)不隨時(shí)間變化。包括：1穩(wěn)恒電流產(chǎn)生的磁場(chǎng) 2外加靜磁場(chǎng)產(chǎn)生的磁場(chǎng) 3勻速移動(dòng)的導(dǎo)體產(chǎn)生的磁場(chǎng) 4永磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)分析什么？ 磁場(chǎng)力，轉(zhuǎn)矩，磁力線分布第17頁/共51頁二二.ANSOFTANSOFT軟件介紹軟件介紹-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

4、后處理第18頁/共51頁1 1建立新工程建立新工程第19頁/共51頁2建立模型建立模型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頁建模過程中注意事項(xiàng)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頁建?；静僮鹘；静僮鱱選擇Model/Drawing Plan

5、e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(chǎng)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頁繞組注意事項(xiàng)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3設(shè)定模型材料屬性（設(shè)定模型材料屬性（Setup Materials） u選中物體，從材料庫中選擇所需

6、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(duì)于一個(gè)閉合的場(chǎng)域問題（如由第一類邊界包圍的一個(gè)電場(chǎng)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。可Include來恢復(fù)物體。 第24頁/共51頁4設(shè)定邊界條件及激勵(lì)源設(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(chǎng)強(qiáng)度H的切向分量和磁感應(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(chǎng)強(qiáng)度H的切向分量為零，強(qiáng)制磁場(chǎng)垂直表面。第二種

7、：氣球邊界條件軸對(duì)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(chǎng)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4設(shè)定邊界條件及激勵(lì)源設(shè)定邊界條件及激勵(lì)源 第三種：對(duì)稱邊界條件對(duì)稱面兩側(cè)電流滿足大小相等，方向相反。1奇對(duì)稱邊界條件2偶對(duì)稱邊界條件對(duì)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4設(shè)定邊界條件及激勵(lì)源設(shè)定邊界條件及激勵(lì)源 靜態(tài)場(chǎng)激勵(lì)源為電流源第27頁/共51頁4設(shè)定邊界條件及激勵(lì)源設(shè)定邊界條件及激勵(lì)源 暫態(tài)場(chǎng)激勵(lì)源為電流源，電壓源以及外接電路。第28頁/共5

8、1頁4設(shè)定邊界條件及激勵(lì)源設(shè)定邊界條件及激勵(lì)源 電流源設(shè)置第29頁/共51頁電壓源設(shè)置4設(shè)定邊界條件及激勵(lì)源設(shè)定邊界條件及激勵(lì)源 第30頁/共51頁4設(shè)定邊界條件及激勵(lì)源設(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4設(shè)定邊界條件及激勵(lì)源設(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電機(jī)0.50.50.50.5amxmbmymcmzmIIIIIIIIIIII 在靜態(tài)場(chǎng)中常見的兩種電機(jī)的電流源設(shè)置。第32頁/共51頁4設(shè)定邊界條件及激勵(lì)源設(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(chǎng)中永磁同步電機(jī)的電流源設(shè)置。第33頁/共51頁5求解設(shè)置求解設(shè)置靜磁場(chǎng)第34頁/共51頁暫態(tài)磁場(chǎng)第35頁/共51頁剖分剖分氣隙中重點(diǎn)剖分。第36頁/共51頁運(yùn)動(dòng)參數(shù)設(shè)置運(yùn)動(dòng)參數(shù)設(shè)置第37頁/共51頁求解求解第38頁/共51頁后處理后處理靜態(tài)場(chǎng)第39頁/共51頁后處理后處理暫態(tài)場(chǎng)第40頁/共51頁定位轉(zhuǎn)矩定位轉(zhuǎn)矩第41頁/共51頁空載反電勢(shì)波形空載反電勢(shì)波形第42頁/共51頁產(chǎn)生毛次的原因？有時(shí)是因?yàn)槠史值脑颍?步長(zhǎng)較小計(jì)算時(shí)會(huì)出現(xiàn)毛刺現(xiàn)象。第43頁/共51頁磁鏈磁鏈第