Ansof瞬態(tài)分析11

1、2D瞬態(tài)磁場分析-1無刷直流電機空載電磁場分析一 問題描述 已知條件m=2 PN=0.55kW UN=220V p=2 Q1=24 nN=1500r/min 求 解 空載反電勢 磁阻轉(zhuǎn)矩 空載磁鏈二 創(chuàng)建項目 定義分析類型Maxwell 2D/Solution TypeGeometry Model:Cartesian XYMagnetic:Transient 保存文件File/Save asName：BL圖1 求解類型三 創(chuàng)建電機幾何模型 設(shè)定電機軸向長度Model/Set Model Depth Model Depth:65mm Symetry Multiplier:4a 電機軸向長度的設(shè)定

2、圖2 電機參數(shù)設(shè)定b 電機對稱軸的設(shè)定 繪制槽形將直角坐標轉(zhuǎn)為柱坐標A(37.5,5.5898) B(37.5,9.4102)C(38.0206,5.6159) D(38.0206,9.3841)E(39.1004,3.3935) F(39.1004,11.6065)G(47.3527,2.8971) H(47.3527,12.1029)弧中心點坐標(47.3527,7.5)三 創(chuàng)建電機幾何模型 繪制電機繞組弧圓心點坐標(42,7.5) (48,7.5) 半徑：2.5mm選擇槽和繞組，執(zhí)行Edit/Duplicate/Around Axis軸：Z相隔角度：15復制數(shù)：6三 創(chuàng)建電機幾何模型圖3

3、 電機槽形圖4 復制窗口 創(chuàng)建定子沖片Draw/Arc內(nèi)徑：中心坐標 (0,0)兩端坐標 (37.5,0)，(37.5,90)外徑：中心坐標 (0,0)兩端坐標 (60,0)，(60,90)Draw/Line連線1坐標 (37.5,0)，(60,0)連線2坐標 (37.5,90)，(60,90)三 創(chuàng)建電機幾何模型 生成定子面Modeler/Boolean/UniteModeler/Surface/Cover LinesModeler/Boolean/SubstractBlank Parts:定子鐵心Tool Parts:槽及繞組三 創(chuàng)建電機幾何模型圖5 電機定子部分 創(chuàng)建永磁體模型Draw/

4、Arc內(nèi)徑：中心坐標 (0,0)兩端坐標 (33.5,13.5)，(33.5,76.5)外徑：中心坐標 (0,0)兩端坐標 (37,13.5)，(37,76.5)Draw/Line連線1坐標 (33.5,13.5)，(37,13.5)連線2坐標 (37,76.5)，(37,76.5)三 創(chuàng)建電機幾何模型圖5 電機部分模型 創(chuàng)建轉(zhuǎn)子軛Draw/Arc內(nèi)徑：中心坐標 (0,0)兩端坐標 (13,0)，(13,90)外徑：中心坐標 (0,0)兩端坐標 (33.5,0)，(33.5,90)Draw/Line連線1坐標 (13,0)，(13,90)連線2坐標 (33.5,0)，(33.5,90)三 創(chuàng)建

5、電機幾何模型 創(chuàng)建轉(zhuǎn)子內(nèi)層面域Draw/Arc中心坐標 (0,0)兩端坐標 (37,0)，(37,90)Draw/Line連線1坐標 (0,0)，(37,0)連線2坐標 (0,90)，(37,90)三 創(chuàng)建電機幾何模型 創(chuàng)建轉(zhuǎn)子外層面域Draw/Arc中心坐標 (0,0)兩端坐標 (60,0)，(60,90)Draw/Line連線1坐標 (0,0)，(60,0)連線2坐標 (0,90)，(60,90)三 創(chuàng)建電機幾何模型 創(chuàng)建Band面域 Draw/Arc 中心坐標 (0,0) 兩端坐標 (37.2,0)，(37.2,90) Draw/Line 連線1坐標 (0,0)，(37.2,0) 連線2

6、坐標 (0,90)，(37.2,90)三 創(chuàng)建電機幾何模型圖6 電機模型四 材料定義及分配 Out-region In-region Vacuum Band Coil Copper Stator M19-24G Rotor 永磁體 XG196/96修改材料XG196/96Name：XG196/96-N坐標類型：柱坐標RComponent：1四 材料定義及分配五 激勵源與邊界條件定義及加載 繞組分相 加載電流激勵源，執(zhí)行Maxwell 2D/Excitations/Assign/Coil圖7 繞組對話框設(shè)置圖圖6 繞組分相圖 選擇同一相的繞組，如圖7所示，繞組對話框設(shè)置Name:PA（代表A相正

7、）Number of Conductor:30Polarity:Positive對于A相負的設(shè)置如下：Name:NA（代表A相正）Number of Conductor:30Polarity:Negative五 激勵源與邊界條件定義及加載五 激勵源與邊界條件定義及加載圖8 繞組對話框右擊“項目管理器”中的“Excitations”選擇“Add Winding”Name:Winding AType:CurrentStrandedCurrent:0Number of parallel branches:1五 激勵源與邊界條件定義及加載圖9 繞組對話框右擊“項目管理器”中的“Excitations”

8、中的“Winding”選擇“Add Coils”，找到屬于A相的6個槽繞組。 加載邊界條件Edit/Select/Edit，選擇平行于X軸的直線段Maxwell 2D/Boundaries/Assign/Master“Master Boundary”對話框Name:Master1五 激勵源與邊界條件定義及加載選擇平行于Y軸的直線段，執(zhí)行Maxwell 2D/Boundaries/Assign/SlaveName:Slave1Master Boundary:Master1Relation:Bs=-Bm五 激勵源與邊界條件定義及加載圖10 邊界設(shè)置對話框 選擇外層區(qū)域圓弧線段Maxwell 2D/

9、Boundaries/Assign/Vector Potential（施加磁通平行邊界條件）五 激勵源與邊界條件定義及加載六 運動選項設(shè)置 選擇Band，右擊“項目管理器”中“Model”的Motion Setup/Assign/BandType設(shè)置Motion：RotationRotation：PositiveData設(shè)置Initial：15Mechamical設(shè)置Angular Velocity：1500 r/min圖11 運動條件設(shè)置abc七 求解選項參數(shù)設(shè)定 Maxwell 2D/Parameters/Assign/Force Maxwell 2D/Parameters/Assign/

10、Torque（瞬態(tài)分析可不用設(shè)定力和力矩，在后處理中可以得到） 網(wǎng)格剖分設(shè)置Maxwell 2D/Mesh Operations/Assign/OnSelection (Inside Selection,Surface Approximation) 定子繞組 Length_Coil=2.8mm 定轉(zhuǎn)子鐵心 Length_Core=4.6mm 內(nèi)層區(qū) Length_In=4.6mm Band區(qū) Length_Band=1mm 外層區(qū) Length_Out=1mm七 求解選項參數(shù)設(shè)定 求解設(shè)定Maxwell 2D/Analysis Setup/Add Solution SetupGeneral設(shè)定

11、： Save Fields設(shè)定：Name：Setup1 Start:0Stop time:0.04s Stop:0.04sTime step:0.0002s Step:0.001 Add to List 分析自檢Maxwell 2D/Validation check七 求解選項參數(shù)設(shè)定八 求解及后處理 求解Maxwell 2D/Analysis allMaxwell 2D/Results/Solution data 查看電機剖分模型選擇模型，執(zhí)行Maxwell 2D/Fields/Plot Mesh圖12 剖分模型示意圖八 求解及后處理 查看電機磁密云圖選擇模型，執(zhí)行Maxwell 2D/Fi

12、elds/Fields/B/Mag_B圖13 磁密分布云圖 查看電機磁密矢量選擇模型，執(zhí)行Maxwell 2D/Fields/Fields/B/B_Vector八 求解及后處理圖14 磁密矢量分布圖 查看電機磁力線 選擇模型，執(zhí)行Maxwell 2D/Fields/Fields/FluxLines八 求解及后處理圖15 磁力線分布圖八 求解及后處理 場圖動態(tài)模擬觀察Maxwell 2D/Fields/Animate 磁阻力矩Maxwell 2D/Results/Create Transient Report/Rectangular PlotParameter:Moving1Category:TorqueQuantity:Torque八 求解及后處理圖16 磁阻轉(zhuǎn)矩 空載反電勢Maxwell 2D/Results/Create Transient Report/Rectangular PlotParameter:Moving1Category:WindingQuantity:Induced Voltage(Winding A) Induced Voltage(Win