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103年度開發(fā)案JMAG分析開發(fā)單位:馬設(shè)處系列開發(fā)課設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)長官:黃文成課長電機(jī)設(shè)計(jì)師:葉仲益目錄?馬達(dá)規(guī)格?JMAG–CAD建模?設(shè)定材料參數(shù)?設(shè)定分析條件?設(shè)定電路?設(shè)定網(wǎng)格參數(shù)?模擬計(jì)算/輸出設(shè)定?分析結(jié)果數(shù)據(jù)的處理?附件:馬達(dá)規(guī)格磁阻馬達(dá)規(guī)格(一)材料性質(zhì)–轉(zhuǎn)定子鐵心:50H470/軸桿:50H1000(二)馬達(dá)尺寸–積厚(600mm),定子外徑(r=420mm),轉(zhuǎn)子外徑(r=240.5mm)(三)線圈繞組–分佈疊繞組參投影片(#7)–匝數(shù)為10[匝/每槽]–相電阻為0.4444398[歐姆](四)驅(qū)動(dòng)條件–電壓源:5773.5(VAC,相電壓)/10000(VAC,線電壓)/50(Hz)JMAG-CAD建模進(jìn)入JMAG-Designer:GeometryEditor視窗?按[Preferences]便捷鈕選[DocumentProperties]標(biāo)籤/[Grid]項(xiàng)–在[Grid]群組區(qū)設(shè)定如下:?勾選DisplayGrid?[Majorgridspace:]10(mm)?[Minorlinespermajor:]5?[Snappointsperminor:]1格?以滑鼠左鍵按[ModelManager][Assembly]?按[EditSketch]便捷鈕進(jìn)行各別部件2D特徵的幾何編輯–選擇一編輯平面繪製幾何物件?完成各別部件特徵幾何建造,按[EndSketch]便捷鈕結(jié)束編輯建模-定部選取[circle]便捷鈕,以定部外徑840ψ,內(nèi)徑490ψ作圖定部為48槽,每槽為7.5度,槽開口16.25mm,齒寬15.8mm,依各部長度所占比例分配7.5度以[Line]便捷鈕作圖依槽契部位,以[circle]便捷鈕作圖,以定部?jī)?nèi)徑245Rmm+1.3mm(4.8-3.5),及245Rmm+4.8mm作兩圓依槽深部位,以[circle]便捷鈕作圖,以定部?jī)?nèi)徑245Rmm+82.25mm作圓以[SketchTrim]便捷鈕清除不需要部分。清除不需要部分後如下圖所示選取所有線段,以[BreakatIntersection]便捷鈕截?cái)嘟唤泳€條選取所有線段,以[CreateRegion]便捷鈕產(chǎn)生局部區(qū)塊按[RegionRadialPattern]便捷鈕,以(0,0)為Center,7.5°為週期區(qū)域,旋轉(zhuǎn)複製成定子鐵心,勾選Merge建模-轉(zhuǎn)部同定部編輯方式進(jìn)行編輯至轉(zhuǎn)部槽及通風(fēng)孔,並保留轉(zhuǎn)部外徑及鐵心徑兩圓,如下圖分別將通風(fēng)孔(36槽)及轉(zhuǎn)部槽(40槽)生成區(qū)塊,因該槽數(shù)不對(duì)等,因此需分開進(jìn)行旋轉(zhuǎn)複製[RegionRadialPattern]便捷鈕,各別旋轉(zhuǎn)複製,勾選Merge以[ConvertSketch]便捷鈕複製轉(zhuǎn)部槽及通風(fēng)孔相關(guān)線條選取所有線段,以[BreakatIntersection]便捷鈕截?cái)嘟唤泳€條選取所有線段,以[CreateRegion]便捷鈕產(chǎn)生局部區(qū)塊選擇除轉(zhuǎn)部鐵心區(qū)塊外所有區(qū)塊,刪除選取區(qū)塊僅保留下轉(zhuǎn)部鐵心區(qū)塊,如下圖所示建模-線圈以[ConvertSketch]便捷鈕複製定部鐵心槽內(nèi)線條依據(jù)電算後EL所示數(shù)值分別區(qū)分出上下線圈第一圓由定部?jī)?nèi)徑245mm加上餘裕0.25mm及槽契所在深度4.8mm為250.05mm第二圓為槽底徑327.25mm(定部?jī)?nèi)徑+槽深)加上第一圓徑除以二275.15mm以[SketchTrim]便捷鈕清除不需要部分。各別生成上線圈及下線圈兩個(gè)區(qū)塊利用[RegionRadialPattern]便捷鈕,各別旋轉(zhuǎn)複製,不勾選Merge,因各線圈為單一個(gè)體。建模-銅棒以[ConvertSketch]便捷鈕複製轉(zhuǎn)部鐵心槽內(nèi)線條依據(jù)電算後KMED銅棒尺寸數(shù)值,銅棒為40mm*13mm其圓為轉(zhuǎn)部槽底191.87Rmm+40mm231.87mm進(jìn)行區(qū)塊生成及旋轉(zhuǎn)複製,該處需勾選Merge,因模擬時(shí)不另設(shè)銅棒條件,如需對(duì)銅棒設(shè)定電路條件則不勾選Merge建模-通風(fēng)孔以[ConvertSketch]便捷鈕複製通風(fēng)孔內(nèi)線條,[Vertex]便捷鈕繪一點(diǎn)(0,0)進(jìn)行區(qū)塊生成及旋轉(zhuǎn)複製,該處需勾選Merge建模-主軸以點(diǎn)(0,0)徑125Rmm繪一圓,並生成區(qū)塊右鍵點(diǎn)選Properties進(jìn)行編輯,可進(jìn)行名稱及該部元件顏色的變更模擬分析-檔案匯入進(jìn)入JMAG-Designer:GeometryEditor點(diǎn)選ImportGeometryMatchNames將各部位相同名稱元件歸入同一groups因線圈需重新分組,故先DeleteGroup,再根據(jù)EL內(nèi)相關(guān)資訊進(jìn)行分組編輯極數(shù):2 節(jié)距:18 每極每相線圈:8在Model點(diǎn)右鍵NewStudyMagnetic[TransientAnalysis模擬分析-設(shè)定材料參數(shù)運(yùn)用Designer作業(yè)環(huán)境右側(cè)[Toolbox]/[Materials]的材料庫,並以『拖、放』的方式設(shè)定材料參數(shù):–轉(zhuǎn)軸:Nippon,50H1000–轉(zhuǎn)、定子鐵心:Nippon50H470,疊層因素97%–線圈:銅(Copper)–鼠籠:銅(Copper)材料參數(shù)-轉(zhuǎn)軸(NipponSteel-50H1000)材料參數(shù)-定/轉(zhuǎn)部鐵心(NipponSteel-50H470)材料參數(shù)-銅棒(Copper)材料參數(shù)-線圈(Copper)模擬分析-設(shè)定分析條件運(yùn)用Designer作業(yè)環(huán)境右側(cè)[Toolbox]/[Conditions]的條件項(xiàng)目列表,並以『拖、放』的方式設(shè)定分析條件:–[Motion/Rotation]:轉(zhuǎn)速–[Output/Torque/NodalForce]:轉(zhuǎn)矩計(jì)算–[Current/FEMCoil]:繞組方式–[SymmetryBoundary],[Slide]:二者在網(wǎng)格成長後自動(dòng)生成。分析條件-轉(zhuǎn)速分析條件-轉(zhuǎn)矩計(jì)算分析條件-繞組方式內(nèi)設(shè)定方式如下圖未設(shè)定電路時(shí),會(huì)顯示警示符號(hào)模擬分析-設(shè)定電路?在[ProjectManager]欄–以滑鼠右鍵按[Study][AddCircuit]出現(xiàn)電路編輯視窗?在[JMAG-Designer:EditCircuit]環(huán)境視窗–設(shè)定三相電壓電源–設(shè)定鼠籠電路?以(Ground)便捷鈕設(shè)定接地?以(Wire)便捷鈕連結(jié)各物件間的連接埠加入ThreePhasePowerSupply(Voltage)加入FEMCoil,三相(兩組/每相)共6個(gè)連結(jié)各部元件電路參數(shù)-線圈:Turns:每極每相8*10匝=80Constant:電算設(shè)計(jì)之相電阻R1,因分為兩組,故為R1/2電路參數(shù)-三相電壓源:電壓幅值=5773.502692(10000/√3)[V]電源頻率=50[Hz]
相位角:A-相=120°
B-相=0°
C-相=240°[FEMCoil]聯(lián)結(jié)設(shè)定:依對(duì)應(yīng)元件進(jìn)行編輯,完成後警示符號(hào)會(huì)消失設(shè)定網(wǎng)格參數(shù)在[ProjectManager]欄–[Study:<Magnetic><Name>][Mesh]按右鍵出現(xiàn)[AddSizeControl][Part]?設(shè)定各別物件的網(wǎng)格尺寸參數(shù)網(wǎng)格設(shè)定-各別物件的網(wǎng)格尺寸參數(shù)
實(shí)體物件網(wǎng)格尺寸(mm)1Stator252Rotor253Coil94Bar75Ven76Core30網(wǎng)格設(shè)定-氣隙網(wǎng)格生長參數(shù)以滑鼠右鍵按[Mesh][Properties]設(shè)定如下網(wǎng)格設(shè)定-執(zhí)行及完成網(wǎng)格模型右鍵[Mesh][Generate]執(zhí)行,按便捷鈕[ViewMesh]切換幾何網(wǎng)格模型模擬計(jì)算/輸出設(shè)定在[ProjectManager]欄–以滑鼠右鍵按[Study:<Magnetic><Name
>][Properties]輸出設(shè)定-[Step]:設(shè)定結(jié)果數(shù)據(jù)的計(jì)算量與解析度輸出設(shè)定-[Conversion]:設(shè)定簡(jiǎn)化模型結(jié)果數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換、模型積厚設(shè)定結(jié)果數(shù)據(jù)的計(jì)算量與解析度輸出設(shè)定-[Circuit]:設(shè)定簡(jiǎn)化模型驅(qū)動(dòng)電路的轉(zhuǎn)換設(shè)定結(jié)果數(shù)據(jù)的計(jì)算量與解析度輸出設(shè)定-[Solver]:?平行運(yùn)算控制?設(shè)定轉(zhuǎn)差參數(shù)採取趨近穩(wěn)態(tài)的FEM計(jì)算設(shè)定簡(jiǎn)化模型驅(qū)動(dòng)電路的轉(zhuǎn)換設(shè)定結(jié)果數(shù)據(jù)的計(jì)算量與解析度輸出設(shè)定-[Nonlinear]:設(shè)定模擬計(jì)算的迭代、收歛設(shè)定簡(jiǎn)化模型驅(qū)動(dòng)電路的轉(zhuǎn)換設(shè)定結(jié)果數(shù)據(jù)的計(jì)算量與解析度模擬計(jì)算:右鍵按[Study:<Magnetic><Name
>][RunActiveCase]即開始模擬運(yùn)算運(yùn)算過程出現(xiàn)[JMAG-Designer:RunAnalysis]視窗–按[CustomizeMonitor]鈕編輯即時(shí)檢視物理量JMAG模擬數(shù)據(jù)列表額定轉(zhuǎn)速3000極數(shù)2頻率50FLT4456.7FLC91.985F/W0.02kw1400轉(zhuǎn)速(rpm)滑差頻率轉(zhuǎn)矩(Nm)電流(A,峰值)輸出功率(W)銅損(W)鐵損(W)效率(%)T-N(%)C-N(%)輸出功率(W)銅損(W)鐵損(W)30000.000050.000039.4720.4523.970.262.7843.59%0.89%20.04%23971.62262.722778.7429970.001049.95001618.9665.87522.003.362.8294.07%36.33%42.11%521995.553362.832817.0429940.002049.90003121.11115.051005.6312.062.8796.41%70.03%63.41%1005627.3012060.662869.8529910.003049.85004522.79175.741464.2425.782.9297.10%101.48%88.02%1464241.9325777.082922.9429880.004049.80005817.29234.491897.2844.002.9997.36%130.53%109.53%1897283.0243999.882993.8929760.008049.60009836.68433.413315.04150.023.3997.31%220.72%172.83%3315035.28150019.683387.1229520.016049.200013667.59720.294898.92414.093.7996.41%306.68%258.03%4898923.66414091.963792.7629040.032048.400013531.07989.785391.30806.654.1994.29%303.61%355.76%5391301.75806645.634187.3828080.064046.800010052.421156.244714.741140.024.5490.62%225.56%457.92%4714742.251140019.894536.72114126160.128043.60007037.361249.554139.621379.165.3786.53%157.91%552.20%4139623.3581379156.525373.24859322320.256037.20005815.321347.094131.721741.097.8182.96%130.48%629.27%4131724.341741089.447812.04966314640.512024.40004881.021447.374571.762240.784.3580.22%109.52%710.07%4571756.7952240784.864354.08923211640.612019.40004177.411467.854879.532351.285.9479.89%93.73%750.98%4879532.7322351283.925940.352598640.712014.40003707.931468.985372.942418.435.0980.54%83.20%775.31%5372935.472418432.955089.5861625640.81209.40003227.091478.086213.982432
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