Ansof瞬态分析1-1

1、2D瞬态磁场分析-1无刷直流电机空载电磁场分析一 问题描述 已知条件m=2 PN=0.55kW UN=220V p=2 Q1=24 nN=1500r/min 求 解 空载反电势 磁阻转矩 空载磁链二 创建项目 定义分析类型Maxwell 2D/Solution TypeGeometry Model:Cartesian XYMagnetic:Transient 保存文件File/Save asName：BL图1 求解类型三 创建电机几何模型 设定电机轴向长度Model/Set Model Depth Model Depth:65mm Symetry Multiplier:4a 电机轴向长度的设定

2、图2 电机参数设定b 电机对称轴的设定 绘制槽形将直角坐标转为柱坐标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)弧中心点坐标(47.3527,7.5)三 创建电机几何模型 绘制电机绕组弧圆心点坐标(42,7.5) (48,7.5) 半径：2.5mm选择槽和绕组，执行Edit/Duplicate/Around Axis轴：Z相隔角度：15复制数：6三 创建电机几何模型图3

3、 电机槽形图4 复制窗口 创建定子冲片Draw/Arc内径：中心坐标 (0,0)两端坐标 (37.5,0)，(37.5,90)外径：中心坐标 (0,0)两端坐标 (60,0)，(60,90)Draw/Line连线1坐标 (37.5,0)，(60,0)连线2坐标 (37.5,90)，(60,90)三 创建电机几何模型 生成定子面Modeler/Boolean/UniteModeler/Surface/Cover LinesModeler/Boolean/SubstractBlank Parts:定子铁心Tool Parts:槽及绕组三 创建电机几何模型图5 电机定子部分 创建永磁体模型Draw/

4、Arc内径：中心坐标 (0,0)两端坐标 (33.5,13.5)，(33.5,76.5)外径：中心坐标 (0,0)两端坐标 (37,13.5)，(37,76.5)Draw/Line连线1坐标 (33.5,13.5)，(37,13.5)连线2坐标 (37,76.5)，(37,76.5)三 创建电机几何模型图5 电机部分模型 创建转子轭Draw/Arc内径：中心坐标 (0,0)两端坐标 (13,0)，(13,90)外径：中心坐标 (0,0)两端坐标 (33.5,0)，(33.5,90)Draw/Line连线1坐标 (13,0)，(13,90)连线2坐标 (33.5,0)，(33.5,90)三 创建

5、电机几何模型 创建转子内层面域Draw/Arc中心坐标 (0,0)两端坐标 (37,0)，(37,90)Draw/Line连线1坐标 (0,0)，(37,0)连线2坐标 (0,90)，(37,90)三 创建电机几何模型 创建转子外层面域Draw/Arc中心坐标 (0,0)两端坐标 (60,0)，(60,90)Draw/Line连线1坐标 (0,0)，(60,0)连线2坐标 (0,90)，(60,90)三 创建电机几何模型 创建Band面域 Draw/Arc 中心坐标 (0,0) 两端坐标 (37.2,0)，(37.2,90) Draw/Line 连线1坐标 (0,0)，(37.2,0) 连线2

6、坐标 (0,90)，(37.2,90)三 创建电机几何模型图6 电机模型四 材料定义及分配 Out-region In-region Vacuum Band Coil Copper Stator M19-24G Rotor 永磁体 XG196/96修改材料XG196/96Name：XG196/96-N坐标类型：柱坐标RComponent：1四 材料定义及分配五 激励源与边界条件定义及加载 绕组分相 加载电流激励源，执行Maxwell 2D/Excitations/Assign/Coil图7 绕组对话框设置图图6 绕组分相图 选择同一相的绕组，如图7所示，绕组对话框设置Name:PA（代表A相正

7、）Number of Conductor:30Polarity:Positive对于A相负的设置如下：Name:NA（代表A相正）Number of Conductor:30Polarity:Negative五 激励源与边界条件定义及加载五 激励源与边界条件定义及加载图8 绕组对话框右击“项目管理器”中的“Excitations”选择“Add Winding”Name:Winding AType:CurrentStrandedCurrent:0Number of parallel branches:1五 激励源与边界条件定义及加载图9 绕组对话框右击“项目管理器”中的“Excitations”

8、中的“Winding”选择“Add Coils”，找到属于A相的6个槽绕组。 加载边界条件Edit/Select/Edit，选择平行于X轴的直线段Maxwell 2D/Boundaries/Assign/Master“Master Boundary”对话框Name:Master1五 激励源与边界条件定义及加载选择平行于Y轴的直线段，执行Maxwell 2D/Boundaries/Assign/SlaveName:Slave1Master Boundary:Master1Relation:Bs=-Bm五 激励源与边界条件定义及加载图10 边界设置对话框 选择外层区域圆弧线段Maxwell 2D/

9、Boundaries/Assign/Vector Potential（施加磁通平行边界条件）五 激励源与边界条件定义及加载六 运动选项设置 选择Band，右击“项目管理器”中“Model”的Motion Setup/Assign/BandType设置Motion：RotationRotation：PositiveData设置Initial：15Mechamical设置Angular Velocity：1500 r/min图11 运动条件设置abc七 求解选项参数设定 Maxwell 2D/Parameters/Assign/Force Maxwell 2D/Parameters/Assign/

10、Torque（瞬态分析可不用设定力和力矩，在后处理中可以得到） 网格剖分设置Maxwell 2D/Mesh Operations/Assign/OnSelection (Inside Selection,Surface Approximation) 定子绕组 Length_Coil=2.8mm 定转子铁心 Length_Core=4.6mm 内层区 Length_In=4.6mm Band区 Length_Band=1mm 外层区 Length_Out=1mm七 求解选项参数设定 求解设定Maxwell 2D/Analysis Setup/Add Solution SetupGeneral设定

11、： Save Fields设定：Name：Setup1 Start:0Stop time:0.04s Stop:0.04sTime step:0.0002s Step:0.001 Add to List 分析自检Maxwell 2D/Validation check七 求解选项参数设定八 求解及后处理 求解Maxwell 2D/Analysis allMaxwell 2D/Results/Solution data 查看电机剖分模型选择模型，执行Maxwell 2D/Fields/Plot Mesh图12 剖分模型示意图八 求解及后处理 查看电机磁密云图选择模型，执行Maxwell 2D/Fi

12、elds/Fields/B/Mag_B图13 磁密分布云图 查看电机磁密矢量选择模型，执行Maxwell 2D/Fields/Fields/B/B_Vector八 求解及后处理图14 磁密矢量分布图 查看电机磁力线 选择模型，执行Maxwell 2D/Fields/Fields/FluxLines八 求解及后处理图15 磁力线分布图八 求解及后处理 场图动态模拟观察Maxwell 2D/Fields/Animate 磁阻力矩Maxwell 2D/Results/Create Transient Report/Rectangular PlotParameter:Moving1Category:TorqueQuantity:Torque八 求解及后处理图16 磁阻转矩 空载反电势Maxwell 2D/Results/Create Transient Report/Rectangular PlotParameter:Moving1Category:WindingQuantity:Induced Voltage(Winding A) Induced Voltage(Win