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ANSOFT软件在电机设计中的应用上海电机学院赵朝会教授2014.8主要内容电机设计方法电机设计软件RMxprt介绍电磁场分析软件Maxwell2D基本介绍实例一.电机设计方法电机设计方法①等效磁路法②磁网络法③电磁场解析分析方法④电磁场数值计算方法⑤场路结合方法①有限差分法②有限元法③积分方程法④边界元法二.ANSOFT软件介绍1.RMxprt2.Maxwell2d电场静磁场涡流场瞬态场温度场求解涉及到运动和任意波形的电压，电流激励的设备，获得精确的预测性能特性。分析由恒定电流，永磁体及外部激磁引起的磁场。该模块可自动计算磁场力，转矩，电感和储能。二.ANSOFT软件介绍-RMxprtRMxprt感应电机同步电机电子换向电机机械换向电机电机模块RMxprt界面RMxprt设置参数的基本操作RMxprt－1创建新工程2电路设置circuit超前触发角（电角度）触发脉冲宽度（电角度）半导体管压降二级管压降3定子设置stator定子铁心外径定子铁心内径铁心长度叠压系数铁心材料定子槽数槽形选择斜槽槽数定子槽和绕组设置4求解设置负载类型：恒转矩，恒功率等等额定输出功率，额定电压，额定转速，工作温度5检查6运算7输出report三静态场分析静态场：磁场不随时间变化。包括：1稳恒电流产生的磁场2外加静磁场产生的磁场3匀速移动的导体产生的磁场4永磁体产生的磁场分析什么？磁场力，转矩，磁力线分布二.ANSOFT软件介绍-Maxwell2d1建立模型4设定求解参数2指定材料属性3建立边界条件和激励源基本步骤5后处理1建立新工程2建立模型1模型绘制命令项介绍FileEidtReshapeBooleanArrangeObjectModelWindowHelp2工具条建模过程中注意事项物体必须封闭。物体之间可以完全包含，不可以交叉。物体边的分段数不可太低。尽量避免过尖锐的物体，必要时要做钝化处理。应用布尔运算后，原物体并不被删除，而是被指定为Non_model，物体处于隐藏状态。建模基本操作选择Model/DrawingPlane命令，设置模型的绘制平面。选项中包括XYPlane和RZPlane.选择Model/DrawingSize重新定义模型区域的大小。选择Model/DrawingUnits来定义模型所用的单位。创建模型。建议通过画直线和圆弧来完成场域边界的建立。需要的时候，利用Edit,Reshape和Arrange菜单命令修改你所建立的模型。保存所建立的模型，退出模型绘制面板。绕组注意事项连接要正确。尽量用不同颜色标明。同相分组。3设定模型材料属性（SetupMaterials）选中物体，从材料库中选择所需材料，点击“Assign”。添加新材料材料的属性也可以用函数来赋值。排除物体有些情况下，可能让一些物体不参加计算，这时，就可以利用排除该物体来实现该目的。一种典型的情况是，对于一个闭合的场域问题（如由第一类边界包围的一个电场区域）背景可以不参加计算，这时就可以利用排除背景来实现。具体做法为：选择要排除的物体，点击Exclude。可Include来恢复物体。4设定边界条件及激励源第一种：默认边界条件1自然边界条件跨越物体之间的界面磁场强度H的切向分量和磁感应强度B的法向分量连续。2齐次诺伊曼边界条件磁场强度H的切向分量为零，强制磁场垂直表面。第二种：气球边界条件轴对称RZ平面的模型，求解区域向RZ方向无限延伸，在R和Z方向设置一个边界，称谓无限远边界，如果无限远边界场量为零而引起的误差小于允许值，这样，求解区域就变成有限区域。4设定边界条件及激励源第三种：对称边界条件对称面两侧电流满足大小相等，方向相反。1奇对称边界条件2偶对称边界条件对称面两侧电流满足大小相等，方向相同。减小模型尺寸，节省计算资源。4设定边界条件及激励源静态场激励源为电流源4设定边界条件及激励源暂态场激励源为电流源，电压源以及外接电路。4设定边界条件及激励源电流源设置电压源设置4设定边界条件及激励源4设定边界条件及激励源外电路中设置激励源4设定边界条件及激励源00amxmbmymczIIIIIIIIII两相导通的三相无刷直流电机三相星接正弦永磁同步电机0.50.50.50.5amxmbmymcmzmIIIIIIIIIIII在静态场中常见的两种电机的电流源设置。4设定边界条件及激励源三相星接正弦永磁同步电机sin(2)sin(2120)sin(2240)ambmamIIfTIIfTIIfT在暂态场中永磁同步电机的电流源设置。5求解设置静磁场暂态磁场剖分气隙中重点剖分。运动参数设置求解后处理静态场后处理暂态场定位转矩空载反电势波形产生毛次的原因？有时是因为剖分的原因，在步长较小计算时会出现毛刺现象。磁链后处理－磁通分布磁密分布云图隔磁桥和槽肩角以及冲片其它位置的饱和程度，有无异样点。齿和轭的磁密齿磁密轭磁密谢谢！——电气学院