现代电机CAD技术大作业

1、课程名称：现代电机CAD技术姓 名：专 业：学 号：指导教师：有限元及ACAD上机实验(电气13级)一、最低软件环境Windows 2000、XP Ansoft MaxwellSV、AutoCAD Office 2000二、题目1、绘制给定的电机二维截面图。2、完成该电机的电磁场有限元分析。3、基本假设l 假设为单位电机（轴向长度1m，每相绕组匝数1匝）。l 6/4极、8/6极电机，相对两极正向串联，构成一相，形成两极磁场；12/8极电机，相互垂直四极串联，构成一相，形成四极磁场。励磁安匝只对一相绕组施加。l 冲片材料DR510-50l 尺寸单位：mm。l SRM x-x-0、-7、-145、

2、-18、-225、-30表示定子极中心线与转子槽中心线的夹角，分别为0度、7度、14.5度、18度、22.5度、30度。l 绕组未给尺寸，可以近似绘制三、基本要求1、求给定位置磁化曲线，磁链=f(磁势)，曲线至少由四个数据点组成。2、提交AutoCAD图。3、提交所求得到的磁化曲线，一个数据点的磁场分析。4、所提交电子文档压缩成一个文件，以姓名学号为文件名，上传至FTP。5、并请写出上机的详细实验报告（格式参见附录），并打印上交。6、时间期限：第8周前上交。 浙江大学电气学院有限元及CAD制图上机实验报告课程 现代电机CAD技术 实验名称 有限元及ACAD上机实验 系 别 实 验 日 期专业班

3、级 组别 实 验 报 告 日 期姓 名 学号 报 告 退 发 ( 订正 、 重做 )实验名称 一. 题目1、绘制给定的电机二维截面图。2、完成该电机的电磁场有限元分析。3、基本假设l 假设为单位电机（轴向长度1m，每相绕组匝数1匝）。l 6/4极、8/6极电机，相对两极正向串联，构成一相，形成两极磁场；12/8极电机，相互垂直四极串联，构成一相，形成四极磁场。励磁安匝只对一相绕组施加。l 冲片材料DR510-50l 尺寸单位：mm。l SRM x-x-0、-7、-145、-18、-225、-30表示定子极中心线与转子槽中心线的夹角，分别为0度、7度、14.5度、18度、22.5度、30度。l

4、绕组未给尺寸，可以近似绘制二. 环境Windows 2007Ansoft MaxwellSV、AutoCAD Office 2007三. 实验步骤步骤一：建AutoCAD图，用AutoCAD绘制电机截面图。（如下图）SRM10-2-225步骤二：带基点复制，将圆心移动到(0,0)。 Ansoft建模时，须保证构成面域的边界是可靠连接的。点击绘图à面域，选择模型，按回车键，将所绘制的模型转换成面域，转换成面域后，可以通过鼠标移动，删除、Undo，来检查模型的正确性。步骤三：输出.sat格式模型文件：点击文件à输出，选择ACIS(*.sat)文件类型，框选要输出的模型，回车。将

5、.sat文件保存到Maxwell目录下。步骤四：将.sat模型导入Maxwell：点击ModeleràImport，找到已输出的.sat文件，则可输入有限元模型。步骤五：分析前进行有限元模型的预处理：选择模型的每一面域，修改其名称和颜色。将属于同一类的面域合并，以便施加励磁、材料，提高工作效率。1、 建立磁钢、冲片等材料。（1）准备磁钢材料的Br、Hc，冲片材料的B-H曲线。 步骤六：添加冲片材料（冲片材料DR510-50，书中P403）1） 先用“记事本”将磁化曲线文件按要求的格式输入磁化曲线数据，保存为.bh后缀名文件。注意单位H为A/m，B为T。2） Add材料，勾选B-H曲线

6、，进入B-H曲线编辑窗，Import编辑好的磁化曲线文件，观察曲线是否正确。步骤七：施加边界条件：将选择模式切换为“边”，从而可以选择要施加边界条件的边。按鼠标右键，在弹出的菜单选Assign BoundaryàVector Potential，施加为第一类边界条件，A=0。步骤八：设置施加的电流激磁：注意电流方向。电流方向可以由正负值确定，也可以由电流参考方向决定。步骤九：设置求解参数A、设置转矩计算选择要计算转矩的转子各面域，在工程树鼠标右键点击ParametersàAssignàTorque，设置。B、设置电感计算在工程树鼠标右键点击Parameters&#

7、224;AssignàMatrix，设置。每个线圈由一进一出构成。步骤十：设置剖分参数：选择要设置剖分参数的面域，类似上述方法进行设置。步骤十一：设置求解参数：选择Analysis，并修改求解的收敛误差。 步骤十二：求解：选择所建的求解设置，按鼠标右键，Analyze求解，设置求解次数及精度（可用系统建议值）四、实验图像、数据及分析1.分析：2.观察剖分网格图: 可以看出，在定转子齿部，剖分线较密，密度较大，在定转子颚部剖分密度较小，因为此处的磁场分布较均匀。3、查看磁力线关于改变设置磁感应强度阶段数对图像的影响：我们在求解完以后，需要通过等磁感应强度线来观察我们求解的磁场是否正确，

8、在设置不同等分数时，会有不同的结果：对比可以看出，我们求解的结果是正确的，而且取30段的时候图像比较直观，便于观察，因此，我们在以后的分析中全部取设置参数30。4. 查看磁密分布，分析电机的铁心的饱和程度：当取励磁为1000安匝时候，其磁场分布图如下：磁场强度最大也只有1.4T左右，比较小，故加大励磁。5、查看气隙磁场波形1）Maxwell 2D->Fields->Calculator打开计算器2）Quantity选择B，Unit Vec选择Normal，Dot运算3）Add取名保存变量，例如Br4）菜单Draw构造要画波形的线段、圆弧或圆5）Results右键创建场图，弹出的窗体

9、Geometry选择创建好的线段，物理量选择创建好的Br，New Report创建波形图。6、观察电感、转矩、磁链计算结果。右击setup1，选择solution。电感计算结果：0.0087551mH转矩计算结果：-0.12062N/m。和理论值有一定的差距，可能是电机的对称性不够好。磁链计算结果：0.061285Wb五、 总结与心得这次实验首先利用AutoCAD绘制电机，对于autoCAD其本身主要是一些常用功能的掌握，利用这些基本功能能够较轻松的画出电机。在利用autoCAD使用过程中需要注意在画圆过程中，对于圆分辨的设置，这样才能使线段之间相交的更加可靠。除此之外，最为重要的则是掌握利用阵列的方法绘制电机。通过圆形整列可以轻松绘出对称图形。 对于maxwell环境，掌握了构造面域的方法，知道如何到处sat文件，然后掌握免于合并，建立磁钢、冲片材料，添加磁钢材料等前期任务，然后是施加边界条件，施加激磁和设置求解参数等等，以及最后查看磁力线，查看磁力分布查看气息磁场波形和查看剖