MotorSolve使用指导资料

MotorSoIve使用指导

海基科技

目录

1MotorSolve界面

1模板中的参数

1.2命令栏

1。3设计栏

1.3.1总体设计

1.3.2转子设计

1.3.3定子设计

1o3o4绕组设计

1.4结果栏

1o4o1Coggingtorque齿槽转矩

1o4o2Transientanalysis瞬态分析

1.4.3PWManalysispwm分析

1。4。4DQanalysisD-Q分析

1.4.5Lumpedparameters集总参数

1o4o6AirgapfIux气隙磁。

1.407Instantancousfield瞬时场图显示

1o4,>8Time-averagedfield平均场图显示

1.4.9FieIdlinechart场图直线采样

1.4O10Fieldarcchart场图圆弧采样

1.5材料

1.5.1材料属性显示

U5.2材料定义窗口

1.6显示区域

1o6o1模型显示

1.6.2场图显示

1o6.3曲线显示

K6.4总结对比

1.6.5形成报告

2内置横向永磁体直流无刷电机设计

2。1总体设计

2.2转子设计

2.3定子设

2。4绕组设计

2.5齿槽转矩计算

2。6Ld、Lq计算

41MotorSolve界面

主要包括电机管理面板、参数输入面板以及显示窗口。

电机管理面板主要包括命令栏、设计栏、结果栏以及材料栏。

1.1模板中的参数

定子和转子模板都是采用参数化，以方便用户灵活的使用.这样就产生了许多额外的参

数来描述模型的几何尺寸.例如，定子模板中就有外直径、内直径、槽深以及铁规深四个参

数，然而我们只要其中三个参数就可以描述定子尺寸，改变三个参数中的任何一个，第四个参

数就会相应得做出变化。另外,如果所有的参数都被赋值，法则是最近做出更改的参数具有

优先权。

1、有时候当参数发生变化时，会出现错误提示框，表示不能收敛或者违反了规则。

2、转子直径的变化会影响定子内径的变化，反之也一样，这是为了保持一定的气隙高

度.

3、改变电机的外直径将会放大或者缩小整个电机。

1。2命令栏

包括新建一个工程、打开、保存、另存、退出以及帮助等。

1.3设计栏

设计栏包括总体设计、转子设计、定子设计以及线圈绕接方式设计四大部分。

1.3o1总体设计

设置电机主要参数，电机定子和转子的类型等。

1、名称

2、电机相数

3、电机极数

4、电机槽数

5、电机外直径

6、气隙高度

7、叠片长度(stacklength):电机纵向长度

8、转子类型

9、定子类型

10、单位设置

11、显示平滑设置

1o3o2转子设计

转子共包括11种类型，下面对其进行详细介绍：

I、面置径向冲磁永磁体(Surfacemountedwithradialmagnets)

日iCQie

Corethickness15.5

日Diameters

Innerdiamelet8

Outerdiameter49

EJFillets

Magnettipradus0

日General

Skew0

Skewangle0

Numberofmagnetsperpole1

Temperature20

Rotoimaterial匚M1929Ga

MagretmaterialCeramic10

□Magnets

Magnetangle90

Magnetgapangle0

MagnetIhickness5

Redmagnet=North-South(N-S|

Bluemagnet"Soutli-Noith(S-N)

主要包括以下几个参数：

A、core核心参数，指定转子铁心的高度；

Bsdiameters直径，指定转子的内径和外径；

C、fi1lets切片,magneitipradius：永磁体外表面角的圆半径（使尖角圆弧化）;

D、general大体参数

Skew斜槽、skewangle斜槽角度、numberofmagnetsperpole每极下磁铁

个数、temperature温度、r0tormaterial转子材料、magnetmateria1永磁体材料。

E、magnei永磁体参数

magnetang1e永磁体圆弧的角度：

value=55value=60

MagnetgapangIe两块永磁体之间气隙的角度:

value=20value=25

magnctthickness永磁体厚度:

thickness

value=6value=8

2、面置平行冲磁永磁体(Surfacemountcdwithparallclmagnets)

SiCore

Caethickness15.704205

□Diameteis

Inrwdiameter8

Outerdiameter49

口Fillets

Magnettipradius0

□General

Skew0

Skewangle0

Numberofmagnetsperpole1

Temperature20

Rotormaterial□M-1929Ga

Magnetmat我al]Ceramic10

日Magnets代

Magnetangle60

Magnetgapangle13.120006

Magnetthickne$$4795795

Magnetwidth24.5

Redmagnet=Noith-South(M-S)

Bluemagnet-South-North(S-N)

主要包括以下几个参数：

A、corc核心参数，指定转子铁心的高度；

B、diamclers直径，指定转子的内径和外径；

C、fillets切片，magnettipradius:7k磁体外表面免的圆半径（使尖角圆弧化）；

D、general大体参数

Skew斜槽、skewang1e斜槽角度、numberofmagnetsperpo1e每极下磁

铁个数、temperature温度、rotormaterial转子材料、magnetmateria1永磁体材料。

E、magnet永磁体参数

magnetangle永磁体圆弧的角度、Magnetgapang1e两块永磁体之间气隙的角

度、magnetthickness永磁体厚度、

magnetwidth永磁体宽度：

value=20value=24

3、内置永磁体辐条式(Spokewithembcddcdmagnots)

□iCorej

Caebridge05

Mid-corehubthickness4.073908

Mid-magnethubthickness5.418231

SRdepth9.899495

SRinsetbottom3.2398

SRinsettop3.286797

SRwidth2828427

日Diameters

Innerdiameter8

Oiterdiameter49

□Fillets

Caeinsetradius0

EGeneral

Skew0

Skewangle0

Numberofmagnetsperpole1

Temperature20

Rotormaterial□MJ929Ga

Magnetmaterial]Ceramic10Redmagnet=Noith-South(N-S)

日MagnetsBluemagnet=South-North(S-N)

Mdgnetinnergap1

Magnetoutergap1372426

Magnetthickness4

Magnetwidth12125865

主要包括以下参数:

Acore核心参数

corebridge核心桥宽,具体如下图:

value=0.5value=3

Mid-corehubthickness核中心厚度:

value=4value=5

Mid—magnethubthickness永磁体中心处核厚度:

value=5.5value=6.5

Slitdepth裂缝深度:

value=10value=12

S1itinsetboHorn裂缝底部深度:

value=3.25value=5

Slitinsetlop裂缝顶部深度:

value=3.25value=5

Slitwidth裂缝宽度:

value=3value=5

B、diameters直径,指定转子的内径和外径；

C、fi11ets切片,Coreinsetradius：放置永磁体的槽外表面角的圆半径（使尖角圆弧化）;

D、general大体参数

Skew斜槽、skewangle斜槽角度、numberofmagnetsperpole每极下

磁铁个数、lemperature温度、rotormateria1转子材料、magnetmaterial永磁

体材料。

E>magnet永磁体参数

Magnetinnergap永磁体与hub的距离:

value=1value=4

Magnetoutergap永磁体与corebrige之间的距离:

value=1.5value=4

magnetthickness永磁体厚度;

magnetwidth永磁体宽度。

4、非内置永磁体辐条式(Spokewithnon—embeddedmagnets)

□t.Cofej

Mid-corehubthickness5.4C179

Mid-magnethubthickness6.3S1304

Sftdepth9.028669

Sitinsetbottom3.7G6112

SRinsettop4.1G2994

Skwidth1.5C6445

SDiameters

Innerdiameter4.2G087

Outerdiameter49

□Fillets

Coretipradius0

SGeneral

Skew0

Skewangle0

Numberofmagnetsperpole1

Temperalure20

RotormaterialIIM-1929Ga

Magnetmaterial[Ceramic10

日MagnetsRedmagnet=Noith-South(N-S)

Magnetinset3.1C2849Bluemagnet=SouthNoith(S-N|

thickness4.2E087

Magnetwidth12.782609

主要参数：

A、core核心参数

corebridge核心桥宽、Mid-corehubthickness核中心厚度、Mid—magnethub

ihickness永磁体中心处核厚度、Slitdepth裂缝深度、S1itinsetbottom

裂缝底部深度、Slitinsettop裂缝顶部深度、S1itwidth裂缝宽度；

B、diameters直径,指定转子的内径和外径；

C、fillets切片,Coretipradius:放置永磁体的槽外表面角的圆半径（使尖角圆弧化）；

D、genera1大体参数

Skew斜槽、skewangle斜槽角度、numberofmagnelsperpole每极下磁

铁个数、temperature温度、rotormateriaI转子材料、magnetmaterial永磁体材料。

E、magnet永磁体参数

Magnetinset永磁体与hub的距离、magnetthickness永磁体厚度、magn

etwidth永磁体宽度.

5^非内置面置拱形永磁体式(Bread-loafwithnon―embeddedmagnets)

ELCoce]

Mid-gapcorethickness16.E54271

Mdmagnetco<ethickness13.60131

□Diameters

Innerdiameter10.69869

Oiierdiameter49

□Fillets

Magnettipradius0

□General

Skew0

Skewangle0

Numberofmagnetsperpole1

Iemperature20

Rotormaterial・M-1929Ga

Magnetmaterial□Ceramic10

□Magnets

Magnetangle60

Mdgnetgapangle24.788767

Magnetinset0

Magnetthickness5.349345Redmagnet"Noith-Soutli(N-S)

Magnetwidth24.EBluemagnet,,South-Noith(S-N)

6、内置横向永磁体式（IPMwithlatcralmagnets)

SfCofel

Bridge0.915047

Coceairgap0.5

Diameters

Innerdiametei8

Outerdiameter49

General

Skew0

Skewangle0

Numberofmagnetsperpole1

Temperature20

Rotormaterial□M-1929Ga

MagnetmaterialIICeramic10

MagneH

Magnetinset2.5

Magnetspread42,249438

Magnetthickness2

Magnetwidth16

Redmagnet=North-South(N-S)

Bluemagnet=South-Noith(S-N)

7、内置曲形永磁体式（IPMwithcurvedmagnets)

EHCore：

Bridge1

Steelthickness11.E

Webthickne力4.0C8837

□Diameters

Innerdiameter8

Outerdiameter49

□General

Skew0

Skewangle0

Numbeiofmagnetspetpole1

Temperature20

RotormaterialIIM-1929Ga

MagnetmaterialI___|Ceramic10

□Magnets

Innerarcangle80.214091

Magnetexposure9.4E6109

Magnetinset5

Magnetthickness4

Magnetwidth30,278231Reduiagnet-Noith-South(N-S)

Outerarcangle61.201873Blu^inagnot=SouthNoith(SN)

8、内置插入横向永磁体式(IPMwithinset'atcra1magnets)

HL.Core!

Bridge1

Coreedge4.3S8908

Pentongle24,£99998

Webthickness1414214

EJDiameters

Innerdiometer10

Outerdiometef49

EJGeneral

Skew0

Skewangle0

NumberofmdgneUperpole1

Temperature20

Ro<ormaterialI~IM1929Ga

Mognctmaterial11Ceramic10

E)Magnets

Magnetairgap0

Magnetexpostjre9

Magnetinset5.0E1082

Magnetslotangle0Redinngnet.Noith.Soufh(N-S)

Magnetspread68.E5146Bluemagnet=South.Noith(SN>

Magnetthickness3.524292

Magnetwidth17,671459

9、内置倒角栅栏永磁体式(IPMwithang1edbarrier)

El170

Bridge:Layer11

Postthickness:Layer10.5

Webthickness:Layer11

□Diomctcrs

Innerdiameter8

Outerdiametef49

EJGeneral

Skew0

Skewangle0

NumberofmogneUperpole1

Temperature20

RotormaterialIIM-1929Ga

MaqnetmateriaiIICeramic10

E)Maqnots:Layer1

Innermognetdepth112

Innermagnetslotbottom110C42893

Innermagnetdottop19421573

Imermagnetthickness11.5

Innermagnetwidth17IPMwithangledbarrier

Outermagnetexposure13.6G2991Redinngnet=Noith.Soufh(N-S)

Outermagnet10Blueiii<ignet=Soiilh<Noith(S-N>

Outermagnetocient@ion145

Outermagnetthickness11.5

Outermagnetupperangle190

Outermagnetwidth17

10、内置V型栅栏永磁体式(IPMwithV-shapedbarrier)

EJ-.Cofci

PcrttthicknessLayer11.5S8746

WebthicknessLayer21

(3Dinmeters

Innerdiameter8

Outerdiamelei49

E)Fillets

InnerslotradiusA05

InnerslotradiusB0.5

lr»rv©rolotrodjC0.570269

InnerslotradiusD0.5

InnerslotradiusE0.5

InnerslotradiusF0.476577

OuterslotradiusA0.5

OuterslotradiusB05

OuterslotrodiusC0.5

OirferslotradiusD0.5

EJGeneral

Skew0

Skewangle0Re<lmagnet-Noith-South<N-S>

Numberofmagnetsperpole1Bluemagnet-South-Noith(S-N>

Temperature20

Rotormaterial匚二|M-1929Ga

MaqnetmateiialI1Ceramic10

EJMagnets:Layer1

Innerslotbottomedge16

Innerslotdepth112.E

Innerslotedpeanqle190

Irvwr攵lettnpcdoa1A

Innerslotwidth12

11、内置可变方向永磁体式(IPMwithvariableoricntationmagncts)

日Corej

Bridge1

Corebottomedge4.5152S3

Coreslotangle0

Cocetopedge2.641275

Postangle0

Weblength1

Webthickness1

SDiameters

Innerdiametei10

Outerdiametet49

□General

Skew0

Skewangle0

Numberofmagnetsperpole1

Temperature20

Rotormaterial□“1929Ga

Magnetmatefial]Ceramic10

□Magnets

Magnetbottomgap0.560824Redmagnet=Noith-South(N-S)

Magnetexposure9Bluemagnet=So(ith-Nonh(S-N)

Magnetinset6.371325

MagnetorierMation5

Magnetspread69.561698

Magnetthickness3.217；S8

Magnettopoap0

Magnetwidth10.81525

1o3.3定子设计

根据定子槽形，定子包括9种类型.下面对其进行详细说明:

1、square方槽

□Diameters;

Backirondepth9.008786

Innerdiameter50

OiMerdiameter90

口Fillets

Bottomshaftradius1

Too<htangradius0

Topshaftradius1

口General

Skew0

Skewangle0

Temperature20

Slatormalerial□M-1929Ga

CodmaterialIICopper:5.77e7Siemens/meter

BTeeth

Bifurcationradius0

Shanklenglh8.900407

Slotarea97,346336

Slotdepth10.991214

Toothgapangle5

Toothgapwidth2.180969

Toothtangangle15

Too<htangdep<h1

Toothwidth5.794737

主要参数如下：

A、Diameters直径参数

backirondepth后部铁扼深度:

innerdiameter内径:

value=50value=60

outerdiameter夕卜径:

value=90value=110

B、Fillets切片

Bottomshaftradius槽底轴半径:

value=1value=4

Toothtangradius齿顶点半径:

value=0value=1.25

Topshaftradius槽底部角半径（圆弧化）：

value=1value=3

C、general大体参数

Skew斜槽、skewang1e斜槽角度、numberofmagnetsperpole每极下磁

铁个数、temperature温度、rotormaterial转子材料、coilmateria1线圈

材料。

D、定子齿参数

Bifurca（ionradius齿上分槽半径：

Toothgapang1e两齿之间的角度:

value=4.5value=8

Toothgapwidth两齿之间距离:

value=2value=4

Toothtangangle:槽底与齿靴斜面夹角：

value=20value=30

Toothtangdepth齿靴高度:

value=6value=8

2、round圆槽

HlDiarnR»Rrsj

Backirondepth6.958157

Irnerdiameter50

Outerdiameter90

□Fillets

Bottomshaftradus1

Toothtangradius0

BGeneral

Skew0

Skewangle0

Temperature20

Statormaterial口M-1929Ga

CodmaterialIICopper:577e7Siemens/mder

日Teeth

Bifurcationradius0

Shanklength10.949551

Slotarea1105.540594

Slotdepth13.041843

Too<hgapangle5

Todhgapwidth2.180969

Toothtangangle15

Toothtangdepth1

Toothwidth5.76361

3、Para11e1Tooth平行定子齿

日匝赢瀛E[

Backirondepth8028751

Innerdamper50

Outerdameter90

曰FileU

Toothtangradus0

Topshaftradus1

BGeneral

Skew0

Skewangle0

Tempetature20

Statofmatefial■M-1929Ga

CoilnWftfiaili-lCoppei577R7Siftmftns/mfttw

BTeeth

Bifurcationradus0

Shanklength9.989974

103073925

Slotdspih11973249

Toothgapangle16804133

Toothgapwidth7305935

Too»hwdth5.745066

4、GeneralSquare普通方槽（顶窄底宽,与方槽相反）

□Diameterj

Backirondepth7.000104

Innerdiameter50

Ouleidgh&er90

BFillets

Bottomshaftradu31

Toothtangradus0

Iopshaftradus1———

BGeneral

Skew0

Skewangte0

Temperoltre20

Statormatenai□M-19296a

Coilmaterial]Copper:5.77e7S>erren$/mete*

日Teeth

Bifucabonradu$0

Sharklength10.758048

Slotd1889.657893

Slotdepth12.999896

Slotwidhbottom9.01G53

Slotwirth(op7.505137

Ioothgapangle4584886

Toothpapwidth2

Tooth%。angle15

Ioothtangdepth1.340979

5、GeneralRound普通圆槽

BlPiameters：

Backirondepth6.997553

Innerdiametei50

Outeididrretef90

BFillets

Bottomshaftradius1

Toothtangradus0

SGeneral

Skew0

Skewangle0

Temperatue20

Statocrftaterwi|HM-1929Ga

CoilmaterialfflCccoei:577e7Siemens/metei

目Teeth

4Bihxcahcnradius0

ShaH<length10.631045

■Slotarea|S2333781

Slotdepth13.002447

Slotlopradius3.781164

Slotwidthbottom9012284

Ioothgapangfe4584886

Ioothgapwidth2

Toothtangangle15

Toothtangdepth134405

6、Paralic1Square平行方槽

日力idmele，陵

Backirondepth7

Innerdiamete*50

Outeidiarreter90

日Fillets

Bottomshaftradus1

Toothtangrodius0

Topshaftradus1

日General

Skew0

Skewangle0

Temperatue20

StatorrftatenalHM-1929Ga

CoilrnalcfialI—ICoppei5.77c7uierrieniZrnctci

日Teeth

Bifixcat»cnradius0

Sha(^length11.093285

■^loiarea________j102252036

Slotdepth13

Slotwdth9.126383

Toothgapcngte5

Ioothgapwidth2180969

Toothtangangle15

Toothtangdepth1

7、ParalleIRound平行圆槽

BiDiametciin

Docki(ondepth6.9G1504

InnerdvarreJer50

□tierdxn&er90

5FiBets

Bottomshaftraius1

Toothtangradm0

口General

Skew0

Skewon^te0

Tempei&ure20

Statormaterial□M-1929Ga

Codmaterial匚二ICopper577e7Siemen$/meteF

STeethI

Bifurcationradius0

Shanklength10.853324

Slotarea94252827

Slotdepth13.038496

Slotwidth9.145719

Toothgapangfe5

Toothgapwidth2180969

Toothtangangle15

Toothtangdepth1

8、Parallel平行槽

Backirondepth84

Innerdiameter50

Outerdiameter90

日Fillets

Too»htangfacias0

Topshaftr0

曰Genetal

Skew0

Skewanflte0

Temperature20

StatormaterialIIM-1929Ga

CodmaterialIICopper:5.77e7Siemens/meter

日Teeth

Bifurcationrodius0

Shanklength96

|Slot小泊64646984

Slotdepth116

Slotwidth6734061

Toothgapangle15480373

9、Slotless无槽

Backirondepth9

Innerdiametef50

Outerdamper90

曰Gencidl

Skew0

SkewanQfe0

TemperaUure20

SMloimdleiidHM-1929Ga

CoilmatecialEZCopper5.77e7Siemer^mete»

BWindings

Gapangfebottom13.784205

G^pangtetop9.560384

bapwidthbottomb

Gapwidthtop6

■Wndngarea109岳8669

Wndhgdepth11

1.3.4绕组设计

所谓“绕组”，是指一些按一定的规律连接起来的线圈的总和。绕组通电后，与转子磁

钢所产生的磁场相互作用，产生力或转矩驱使转子带动外负载一起转动（其大小和方向可由

左手定则确定），从而决定了电动机的运动过程。转子磁钢转动后，其磁力线反过来又切割定

子绕组，在定子绕组中产生感应电动势，反过来又影响电动机内电动势的平衡关系。可见通电

绕组和磁场之间的相互作用，是电动机内部机电能量转换的主要媒介。绕组的具体结构和连

接方式对机电能量转换过程、感应电动势、电路参数和电磁转矩等基本问题有重要的作用。

在直流无刷电机中，绕组又分为单层绕组和双层绕组.每个槽内放置一个绕组边时，

称为单层绕组;每个槽内放置两个绕组边时，且分为上、下层时，称为双层绕组。双层绕组一

般都采用短距绕组，其节地y在0。8「左右，以使其5次和7次谐波的影响同时削减到比较

小,这样既改善了电动机的电磁性能，又可节省材料（因为绕组的端部接线缩短了）。

LayoutmethodAutona<ic

Endwindngresistance0

Endwndnginductence0

Numberofparalelpaths1

WireseemethodFilfactor

Filfadoc40

ElLayout:Automatic

WindingtypeLap

Coilspan3

Numberoflasers2

Numberofcok阳set1

Phaseoffset2(Bert)

Layout<dckto5efect>