infolytica参数化

INFOLYTICA参数化案例MachineDesign2DFEMotorModel陈尔旋INFOLYTICA技术支持1.介绍—生成2DFE电机模型这个案例是利用参数化功能，在MagNet中建立8极定子和8极转子，它允许电机模型作简单的修改和分析。1.1打开新的模型1.打开MagNet，出现主界面2.在菜单栏选择“New”，建立新的模型。1.2命名模型1.在“File”菜单中，电机“SaveAs”来另存为。2.在另存为输入框中，输入模型的名字“8POLE2DFEMotor”3.选择保存路径4.点击保存1.3设置模型单位1.在工程兰的“Object”页面，选择“8POLE2DFEMotor”2.右击选择属性“Properties”页面3.出现属性页面4.选择“Units”工具条5.将长度单位改为毫米“millimeters”，如果已经默认是毫米单位，可以省略这一步骤6.点击“OK”1.4打开键盘输入1.如果键盘输入条没有在主界面的下端出现，请在“Tools”菜单中点击“KeyboardInputBar”2.请确认键盘输入条上的笛卡尔坐标和相对坐标1.5输入基本的模型参数1.在工程栏的“Object”窗口，选择“8POLE2DFEMotor”2.右击选择“Properties”3.选择“Parameter”标签4.在参数界面的最下端，输入模型的基本参数，如下所示：5.输入完参数之后，点击“Apply”6.参数：OD（定子外径）、t_cb(铁芯轭厚)、t_m（磁铁的厚度）、AG（气隙）、PolePairs（极数）、PoleAngle（一极的机械角度）、Shaft_D（轴的直径）、MagnetSpan、MagNetAngle。7.调用参数或者赋予单位时，需要输入“％”8.点击“Apply”2空气包和网格区域首先需要建立空气包。举个例子，如果RotorAirbox最后建立，它会出现在“Object”窗口的最下面，这时候给它赋予“VirtualAir”，会导致模型结果没有意义。这是因为object窗口的下面模型，等级越高，当发生重叠时，采用的是等级高的模型的材料。2.1建立Airbox和MeshRegions的轮廓线1.如果键盘输入框没有出现在主界面的下面，请在“Tools”中点击“KeyboardInputBar”2.确认已经在键盘输入框上选择了和3.选择绘图工具栏，点击（绘制圆弧的工具）4.在键盘输入栏中，输入以下圆弧的坐标在输入框中输入（0,0），点击“ENTER”移动鼠标，在主界面任意点击建立圆形点击“ESC”5.重复步骤4，绘制4个以（0,0）为中心的圆6.选择绘图工具栏，点击（直线绘制工具）7.在键盘输入栏，输入直线坐标在输入框中输入（0,0），点击“ENTER”移动鼠标，在主界面任意点点击，建立直线点击“ESC”8.重复步骤7，绘制如下模型2.2建立Airbox和Re-meshRegions1.选择“ConstructionSliceSurface”，点击RotorAirbox区域（步骤2中所示，红色部分）2.选择“MakeComponentinaLine”，输入：Name–RotorAirbox，Material–VirtualAir以及Distance–0mm3.重复步骤1和步骤2，建立RotorRemesh，输入：Name–RotorRemesh，Material–Air以及Distance–0mm4.重复步骤1和步骤2，建立StatorRemesh，输入：Name–StatorRemesh，Material–Air以及Distance–0mm5.重复步骤1和步骤2，建立StatorAirbox，输入：Name–StatorAirbox，Material–VirtualAir以及Distance–0mm6.注意VirtualAir和Air之间的区别7.在“Object”窗口的模型，如下所示：2.3利用参数来改变Airbox和MeshRegionsAG被分成4部分，一部分分到RotorAirbox，第二部分分到RotorRemesh，第三部分分到StatorRemesh，第四部分分到StatorAirbox。1.选择“ComponentVertices”2.点击第一个RotorAirbox的角点（如下所示）3.在圆弧上右击红色的点，选择ProPerties→Parameter，然后选择“Position”，在“coordinates”中输入如下参数：A.Position=[(%RotorRadius+0.25*%AG),0]B.Position=[(%RotorRadius+0.5*%AG),0]C.Position=[(%RotorRadius+0.75*%AG),0]D.Position=[0.55*%OD,0]E.Position=[(%RotorRadius+0.25*%AG)*cos(%PoleAngle),(%RotorRadius+0.25*%AG)*sin(%PoleAngle)]F.Position=[(%RotorRadius+0.5*%AG)*cos(%PoleAngle),(%RotorRadius+0.5*%AG)*sin(%PoleAngle)]G.Position=[(%RotorRadius+0.75*%AG)*cos(%PoleAngle),(%RotorRadius+0.75*%AG)*sin(%PoleAngle)]H.Position=[0.55*%OD*cos(%PoleAngle),0.55*%OD*sin(%PoleAngle)]4.点击“Apply”5.现在重复步骤1和4，直到所有的角点（A,B,C…H）输入完成。3转子：轴、铁芯和磁铁利用同样的方法，建立转子部分3.1建立转子轴和转子铁芯模型1.选择“ContructionSliceSurface”，点击轴的区域，如步骤2所示2.选择“MakeComponentinaLine”，输入：Name–Shaft，Material–Aluminium61％IACS以及Distance–0mm3.重复步骤1和2，如下所示，输入：Name–RotorCoreback，Material–M270-35A以及Distance–0mm4.模型将如下所示：3.2使用参数来改变轴径和转子铁芯1.选择“ComponentVertices”2.点击点A3.在圆弧上右击红色的点，选择ProPerties→Parameter，然后选择“Position”，在“coordinates”中输入如下参数：A.Position=[%Shaft_D/2,0]B.Position=[%RotorRadius,0]C.Position=[(%Shaft_D/2)*cos(%PoleAngle),(%Shaft_D/2)*sin(%PoleAngle)]D.Position=[(%RotorRadius)*cos(%PoleAngle),(%RotorRadius)*sin(%PoleAngle)]4.点击“Apply”5.重复步骤1到4，直到所有的点输入完成。图形如下所示：3.3制作转子磁铁和定子磁铁极性1.选择“ContructionSliceSurface”，点击磁铁的区域，如步骤2所示2.选择”MakeComponentinaLine”，输入：Name–Magnet，Material–NdFeB:NeodymiumIronBoron以及Distance–0mm3.点击OK4.现在磁铁的充磁方向需要确定，现在我们假设磁铁的极性面向中心，方向为（x,y,z）。可以用参数来表示：[-cos(%PoleAngle/2),-sin(%PoleAngle/2),0]5.在工程栏的”Object“中，选择”Magnet“6.右击鼠标，打开”Properties”7.选择”Parameter“标签8.滚动菜单栏，会发现一个参数”MaterialDirection”，然后输入：[-cos(%PoleAngle/2),-sin(%PoleAngle/2),0]3.4使用参数改变磁铁1.选择”ComponentVertices”2.选取点A3.右击（与上述方法一致），对点A的位置进行参数化，输入点A的参数：A.Position=[(%RotorRadius-%t_m)*cos((%PoleAngle-%MagnetAngle)/2),(%RotorRadius-%t_m)*sin((%PoleAngle-%MagnetAngle)/2)]B.Position=[(%RotorRadius)*cos((%PoleAngle-%MagnetAngle)/2),(%RotorRadius)*sin((%PoleAngle-%MagnetAngle)/2)]C.Position=[(%RotorRadius-%t_m)*cos(%PoleAngle-((%PoleAngle-%MagnetAngle)/2)),(%RotorRadius-%t_m)*sin(%PoleAngle-((%PoleAngle-%MagnetAngle)/2))]D.Position=[(%RotorRadius)*cos(%PoleAngle-((%PoleAngle-%MagnetAngle)/2)),(%RotorRadius)*sin(%PoleAngle-((%PoleAngle-%MagnetAngle)/2))]4.点击”Apply”5.现在重复1至4步骤，知道所有的点（A,B,C,D）输入完成，如下所示：3.5让所有圆弧的中心点与转子中心对齐选择所有圆弧的中心点，让这些圆弧中心点与转子中心对齐，即利用参数功能，选择这些点，输入[0,0]。1.让模型显示实体，右击鼠标，选择”SolidModel“2.点击”SelectandDistortComponentVertices“3.显示圆弧的中心点4.选择”ComponentVertices“5.选择圆弧的中心点6.右击鼠标，选择”Properties”7.在”Parameter”标签上选择”Position“，输入[0,0]。8.对每个圆弧的点重复4至7步骤9.点击”SelectandDistortComponentVertices“，确认所有的圆弧的中心已经对齐到圆心[0,0]。3.6移除构造线1.点击”SelectConstructionSliceLines/Arcs“2.按住Ctrl+A，选择所有的构造线并点击delete键4定子铁芯4.1建立定子铁芯区域的轮廓1.在菜单工具栏选择Draw-SnapModes-Grid。这允许你可以方便的画直线2.选择绘图工具，点击（直线绘图工具）3.绘制直线，任意选取开始点和终点，点击ESC完成绘制。画的图形如下所示：4.在菜单工具中选择Draw-SnapModes-Endpoints。这个功能会自动捕捉端点进行绘制图形5.在菜单工具中选择Draw-SnapModes-Endpoints6.绘制圆弧，图形如下所示：4.2建立定子槽型1.选择”ConstructionSliceSurface“，选择定子槽轮廓线，如步骤2所示2.选择”MakeComponentinaLine“，输入：Name–Slot，Material–M250-35A以及Distance–0mm4.3输入定子槽模型参数槽的几何参数和角度如下图所示：1.在工程栏中选择”Object“，选择”8POLE2DFEMotor“2.右击选择”properties”3.选择参数标签4.在参数标签底下，输入定子槽的参数：5.贴加的参数有t_tooth(齿厚),t_tip(齿高),SO(槽的开角),t_base(槽底厚度),theta_t(到槽底的角度),theta_o(SO/2)andturns(匝数).角度的计算公式如下所示:theta_t=(atan((%t_tooth)/(0.5*%OD-%t_cb))*180/%pi)%