ANSOFT软件在电机设计中的应用教程.ppt

ANSOFTANSOFT软件在软件在电机设计中的应电机设计中的应用用报告人：李春艳主要内容主要内容u电机设计方法u电机设计软件RMxprt介绍u电磁场分析软件Maxwell 2D基本介绍u实例一一.电机设计方法电机设计方法u电机设计方法等效磁路法等效磁路法磁网络法磁网络法电磁场解析分析方法电磁场解析分析方法电磁场数值计算方法电磁场数值计算方法场路结合方法场路结合方法有限差分法有限差分法有限元法有限元法积分方程法积分方程法边界元法边界元法二二.ANSOFTANSOFT软件介绍软件介绍1.RMxprt2.Maxwell 2du电场u静磁场u涡流场u瞬态场u温度场求解涉及到运动和任意波形的电求解涉及到运动和任意波形的电压，电流激励的设备，获得精确压，电流激励的设备，获得精确的预测性能特性。的预测性能特性。分析由恒定电流，永磁体及外部分析由恒定电流，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。计算磁场力，转矩，电感和储能。二二.ANSOFTANSOFT软件介绍软件介绍-RMxprtRMxprtRMxprtRMxprt感应电机感应电机同步电机同步电机电子换向电机电子换向电机机械换向电机机械换向电机电机模块电机模块RMxprtRMxprt界面界面RMxprtRMxprt设置参数的基本操作设置参数的基本操作RMxprtRMxprt1 1创建新工程创建新工程2电路设置电路设置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定子设置定子设置statoru定子铁心外径u定子铁心内径u铁心长度u叠压系数u铁心材料u定子槽数u槽形选择u斜槽槽数定子槽和绕组设置定子槽和绕组设置4求解设置求解设置负载类型：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检查检查6运算运算7输出输出report三静态场分析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，磁力线分布二二.ANSOFTANSOFT软件介绍软件介绍-Maxwell 2dMaxwell 2d1建立模型建立模型4设定求解设定求解参数参数2指定材料指定材料属性属性 3建立边界条建立边界条件和激励源件和激励源 基本步骤基本步骤5后处理后处理1 1建立新工程建立新工程2建立模型建立模型1 1模型绘制命令项介绍模型绘制命令项介绍 File Eidt Reshape Boolean Arrange Object Model Window Help2 2工具条工具条建模过程中注意事项建模过程中注意事项u物体必须封闭。u物体之间可以完全包含，不可以交叉。u物体边的分段数不可太低。u尽量避免过尖锐的物体，必要时要做钝化处理。u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。建模基本操作建模基本操作u选择Model/Drawing Plane命令，设置模型的绘制平面。选项中包括XY Plane和RZ Plane.u选择Model/Drawing Size重新定义模型区域的大小。u选择Model/Drawing Units来定义模型所用的单位。u创建模型。建议通过画直线和圆弧来完成场域边界的建立。u需要的时候，利用Edit,Reshape和Arrange菜单命令修改你所建立的模型。u保存所建立的模型，退出模型绘制面板。绕组注意事项绕组注意事项u连接要正确。连接要正确。u尽量用不同颜色标明。尽量用不同颜色标明。u同相分组。同相分组。3设定模型材料属性（设定模型材料属性（Setup Materials）u选中物体，从材料库中选择所需材料，点击“Assign”。u添加新材料u材料的属性也可以用函数来赋值。排除物体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，点击除的物体，点击Exclude。可。可Include来恢复物体。来恢复物体。4设定边界条件及激励源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跨越物体之间的界面磁场强度H H的切向分量和磁感应强度的切向分量和磁感应强度B B的法的法向分量连续。向分量连续。2齐次诺伊曼边界条件齐次诺伊曼边界条件磁场强度磁场强度H H的切向分量为零，强的切向分量为零，强制磁场垂直表面。制磁场垂直表面。第二种：气球边界条件第二种：气球边界条件轴对称轴对称RZRZ平面的模型，求解区域向平面的模型，求解区域向RZRZ方向无限延伸，在方向无限延伸，在R R和和Z Z方向设方向设置一个边界，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。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，对称面两侧电流满足大小相等，方向相反。方向相反。1奇对称边界条件奇对称边界条件2偶对称边界条件偶对称边界条件对称面两侧电流满足大小相等，对称面两侧电流满足大小相等，方向相同。方向相同。减小模型尺寸，节省计算资源。减小模型尺寸，节省计算资源。4设定边界条件及激励源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设定边界条件及激励源 电流源设置电流源设置电压源设置电压源设置4设定边界条件及激励源设定边界条件及激励源 4设定边界条件及激励源设定边界条件及激励源 外电路中设置激励源外电路中设置激励源4设定边界条件及激励源设定边界条件及激励源 两相导通的三相无刷直流电机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三相星接正弦永磁同步电机在静态场中常见的两种在静态场中常见的两种电机的电流源设置。电机的电流源设置。4设定边界条件及激励源设定边界条件及激励源 三相星接正弦永磁同步电机三相星接正弦永磁同步电机在暂态场中永磁同步电在暂态场中永磁同步电机的电流源设置。机的电流源设置。5求解设置求解设置静磁场静磁场暂态磁场暂态磁场剖分剖分气隙中重点剖分。气隙中重点剖分。运动参数设置运动参数设置求解求解后处理后处理静态场后处理后处理暂态场定位转矩定位转矩空载反电势波形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。步长较小计算时会出现毛刺现象。磁链磁链后处理磁通分布后处理磁通分布磁密分布云图磁密分布云图 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。异样点。齿和轭的磁密齿和轭的磁密齿磁密齿磁密轭磁密轭磁密谢谢！谢谢！请批评指正！请批评指正！