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Ansoft瞬态场计算步骤及与RMxprt的结果对比


Ansoft 瞬态磁场计算(未考虑外电路) 瞬态磁场计算(未考虑外电路)

总结整理: 总结整理:

2008-6-4 于德国 Kassel 大学

目录 1、说明 、 2、电机额定运行时的瞬态场分析与计算 、
2.1 2.2 Setup Boundaries/source(重点考虑 Source Setup) ( ) Setup Solution 选择[Setup Solution]|[Options] 2.3 Setup Solution 选择[Setup Solution]|[Motion Setup] 2.4 2.5 Solve | Nominal Problem Post Process Post Press/Transistant date: :
2.5.1 2.5.2 2.5.3 计算平均输出功率: 计算平均输出功率:Average Output Power 计算相电流有效值: 计算相电流有效值: 相电流有效值 计算输入电功率, 计算输入电功率,由此可以计算效率 输入电功率

2.6 Post Process Post Process/field: : 2.6.1 齿部磁密分布和磁密平均值计算 2.6.1.1 齿部磁密分布 2.6.1.2 齿部磁密平均值计算 齿部磁密平均值计算 2.6.1.3 沿齿弧磁密分布和沿齿磁密分布的差异 2.6.2 定子轭部磁密分布和磁密平均值 2.6.3 定子轭部磁密分布和磁密平均值 2.6.4 气隙磁密分布和磁密最大值

3、电机空载额定转速运行时的瞬态场分析与计算 、电机空载额定转速运行时的瞬态场分析与计算 空载额定转速
3.1 3.2 Setup Boundaries/source(重点考虑 Source Setup) ( ) Setup Solution 选择[Setup Solution]|[Options]

3.3

Setup Solution 选择[Setup Solution]|[Motion Setup]

3.4 计算结果

4、考虑铁耗的计算结果 、
4.1 铁耗计算设置

4.2 额定负载时考虑与不考虑铁耗时的比较 额定负载时考虑与不考虑铁耗时的比较 与不 4.3 负载很小时的比较 4.3.1 4.3.2 考虑铁耗时 不考虑铁耗时

5、Maxwell 与 RmxPrt 计算结果比较 、
5.1 磁密及额定值比较

5.2 额定转速时永磁相电势比较 额定转速时永磁相
5.3 气隙磁密分布

6、其他心得 、

1、说明 、
以 16 极 36 槽调速永磁同步电动机为例进行分析电机的瞬态场计算, 电机由 RmxPrt 开 始,并将该模型加到 MAXWELL 11 中。RmxPrt 的项目为 ad_pmsm(Maxwell File 22KB), Maxwell 中的项目为 ad_pmsm_fem.pjt。

2、电机额定运行时的瞬态场分析与计算 、
2.1 Setup Boundaries/source(重点考虑 Source Setup) ( )
A_phase 绕组源的设置: (1) 选择 A 相绕组; (2) 使用[Assign]|[Source]|[Solid]; (3) 指定[Solid]为 Voltage,[Name]改为 A_Phase; (4) 选择[Options],将源的形式[Constant]改为[Function]; (5) 选择[Function]; (6) 选 择 [Add] , 在 函 数 输 入 框 “ = ” 的 左 边 输 入 U_Phase_A , = ” 的 右 边 输 入 “

350* sqrt (2 / 3) *sin(360*50* T )
( 显 然 , B 相 应 为 : 350* sqrt (2 / 3)*sin(360 *50 * T ? 120) , C 相 应 为

350* sqrt (2 / 3) *sin(360*50 * T ? 240) )

(7) 指定[Done]回到 2D Boundary/Source Manager (8) 在[Value]框内输入 U_Phase_A; (9) 选择[Strand];

(10) 选择[Winding],出现[Winding Setup] 指定[PhA]为[Positive],[PhReA]为[Negative]; 在[Resistance]框内输入相绕组电阻 15.42?,在[Inductance]框内输入绕组端部漏感 0.00112H(在 RMxPrt 中有该值的输出结果) ; 在[Total turns as seen from terminal]框内输入每相串联匝数 684; 在[Number of Parallel Branches]输入并联支路数 1; 选择[OK]退回 2D Boundary/Source Manager

(11) 指定[Assign]------同样给出 A_phase、B_phase 绕组源的设置 (12) 选择[File]|[Save]与[File]|[Exit],保存并退出边界条件编辑器

2.2

Setup Solution 选择[Setup Solution]|[Options]

(1) 选择[Manual Mesh…](进行自定义剖分,略); 在进行完 Manual Mesh 后必需的一步是 Mesh/Line Match,选择主、从边界的边,to ensure that the meshing points will match at their matching boundaries. If they don not, you will receive an error message about a missing transcript file during the normal solution. (2) 在[Solber Choice] 选择中,选 Direct For problem where all of the boundaries are well defined, the direct solver is the best choice

(3) Transient analysis i、Solution: Start from time zero 在开始时,还没有任何解,因此只能选择 Start from time zero 如果对这个问题已有解,可以选择 Continue Previous Solution。问题设置可以以任何方 式改变(除了结构变化) ,求解从前解结果开始进行。比如初解的结果终止计算时间为 0.2s, 则在调整问题设置时终止计算时间变为 0.4s,并且选择 Start from time zero,则计算从前面 的 0.2s 计算结果开始。 ii、Time Step Time Step 的大小可以根据一个电机齿距范围内求解点数来确定。假定电机的转速为 375rpm,电机槽数为 36,电机一个定子齿距的求解点为 10 个,则 Time Step 的确定如下:

375rpm = 375rev / 60s = 1rev / 0.16 s
1 个齿距对应的时间为 0.16/36=0.004444s; Time Step=0.004444s/10=0.000444s。 最后确定 Time Step 为 0.0004s iii、Stop Time 该值关系不大,可以从小值开始,如果电机还没有达到稳定,则可以增大 Stop Time, 电机的求解可以从前面解的结果开始进行。 iv、Model Depth=105mm 电机的轴向铁心长度。注意用 2D 瞬态场求解时,没有也无法考虑电机的斜槽。 v、Symmetry Multiplier=4 整个电机是求解区域的倍数。缩小求解区域可以降低求解时间。

2.3

Setup Solution 选择[Setup Solution]|[Motion Setup]

(1) 从[Object]列表中选择 Band,选择[Set Band] (2) 选择[Mechanical Setup] i) Initial Angular Velocity: 375 给电机的实际运行转速。如果计算额定转速时的状态,则给额定转速值 ii) Moment of Inertia: 0.0012 给电机的转动惯量。这一惯量值在 RMxPrt 中已计算出;实际上电机的稳态性能与 转动惯量没有关系,但在 2D 瞬态场计算时,如果这一惯量太大,可能导致计算结果发

散。因此该值一般比 RmxPrt 的计算值要小(实际计算值为 0.009262)。 iii) Damping:0.0454 由于风阻和其他机械损耗所导致的阻尼,很明显是一个经验值,为了比较路的设 计计算结果,该值应该与 RmxPrt 中的给定值相同。 iv) Load Torque: -19 所要仿真的电机负载转矩, 当然可以是额定输出转矩。 这一转矩值以负值形式给定。

2.4

Solve | Nominal Problem
进行求解。进行求解时,可以随时通过 refresh 观察求解结果,主要观察求解是否收敛。

求解结果见本窗口中[Solutions]中的 Transient Date,其中有各种曲线。可以调整曲线下方的 [Settings],只看部分时间段曲线形状。

得到的相反电动势波形。可以看出, 下面的两个图形时 2D 和 RmxPrt 得到的相反电动势波形。可以看出,两者 差别不大。注意在 2D 计算中,没有考虑电机的斜槽。另外,2D 计算得到的电 差别不大。 计算中,没有考虑电机的斜槽。另外, 势是时间的函数, 的后处理中将横坐标由时间变为位置。 势是时间的函数,可以在 2D 的后处理中将横坐标由时间变为位置。

2.5 Post Process Post Press/Transistant date: :
在其中可以得到 Solve 中的所有曲线结果,但在其中可以对这些结果进行分析和计算, 其中包括前面的将横坐标变由时间便为位置。 2.5.1 计算平均输出功率: 计算平均输出功率:Average Output Power 在进行 2D 计算时,给定输出负载转矩和转速,因此电机的输出功率很容易计算,但是 也可通过转矩曲线和转速曲线进行计算。 在 EMpulse 中,电机的功率 Pout 满足下式:

Pout = Pair _ gap ? FW
其中,FW,表示机械损耗,Pair_gap 为气隙功率,由平均转矩(单位 Nm)和转速(单位 rad/second)相乘而得。转速为 375rpm=39.27rad/s。以下给出平均转矩的计算方法。 1) Choose Plot/Open, Select torque.dat, choose OK; 2) Choose Tools/Calulator to access the Signal Calculator; 3) Select Torque.dat, and choose Copy to copy the torque plot into top of stack of calculator. 4) Choose Sample, and define the following parameters: Sample: Time Specify by:Size

Start:0.2 Stop:0.3 Size:1000 5) 6) 7) 8) 9) Choose OK to accept the values and return to the signal calculator. Enter 39.27 in the Name/Constant field(给定速度) Choose * to multiply by the speed in radians per second; Choose the integrate button(计算在一段时间内转矩之和) Enter 0.1 in the Name/Constant field(给计算平均值的时间段:Stop time-Start time=0.1s)

10) Choose “/” to calculate the average; 11) Choose Preview. The last number in this plot is the average value(曲线的最后一点就是所求 的平均转矩);

12) Choose max,(给出所求的平均转矩):816.141Nm

因此输出功率为:Pout=816.141-70=746.141;由于给定转矩为 19Nm,而不 因此输出功率为: ; 是要求的 19.1,因此输出功率不是 750W。
2.5.2 计算相电流有效值: 计算相电流有效值: 相电流有效值

电流有效值的数值计算公式:

I=

1 N

∑i
1

N

2

( n)

1) Choose Plot/Open, Select current.dat, choose OK; 2) Choose Tools/Calulator to access the Signal Calculator; 3) Select current..dat:A_phase, and choose Copy to copy it into top of stack of calculator. 4) Choose Sample, and define the following parameters: Sample: Time

Specify by:Size Start:0.2 Stop:0.3 Size:1000 5) Choose OK to accept the values and return to the signal calculator. 6) Choose Push to duplicate the entry; 7) Choose * to multiply the value in top of the stack by itself(计算 i2); 8)Choose the integrate button(计算在一段时间内 i2 之和); 9) Enter 0.1 in the Name/Constant field(给计算平均值的时间段:Stop time-Start time=0.1s) 10) Choose “/” to calculate the average; 11)Choose (进行开方运算) (这一步可以在最后一步进行,计算结果差别不大) ;

12) Choose Preview. The last number in this plot is the average value(曲线的最后一点就是所求 的电流有效值); 13)Choose max (得所要求的电流有效值):1.568

相电流的 EMpulse 计算值为 1.568A,RmxPrt 的计算结果为 1.539A,两者 , , 差别很小
同 样 可 以 计算 外 加 相电压 有 效 值 ,外 加 相 电压是 标 准 的 正弦 波 , 因此该 值 就 是

350 1/ 3 V。
2.5.3 计算输入电功率, 计算输入电功率,由此可以计算效率 输入电功率 一相输入平均功率的数值计算公式为: PA =

1 N

∑ u (n)i(n)
1

N

1) Choose Plot/Open, Select current.dat、v_src.dat (外加三相项电压) choose OK; 2) Choose Tools/Calulator to access the Signal Calculator; 3) Select current..dat:A_phase, and choose Copy to copy it into top of stack of calculator. 4) Choose Sample, and define the following parameters(将 A 相相电流离散化): Sample: Time Specify by:Size Start:0.2

Stop:0.3 Size:1000 5) Choose OK to accept the values and return to the signal calculator. (此时 Calculator Stack 中的 A 相电流表示为:Sample(Current.dat_phase)) 6) 将 Calculator Stack 中的 Sample(Current.dat_phase)Load 到 Loaded signals 中; 7) 将 Calculator Stack 中的 Sample(Current.dat_phase)Clrs(删除); 8) Select v_src..dat:A_phase, and choose Copy to copy it into top of stack of calculator. 9) Choose Sample, and define the following parameters(将 A 相相电压离散化): Sample: Time Specify by:Size Start:0.2 Stop:0.3 Size:1000 10) Choose OK to accept the values and return to the signal calculator. 11)选中 Loaded signals 中的 Sample(Current.dat_phase),并将其 Copy 到 Calculator Stack 12)Choose “*” ,将上述电压和电流相乘; 13)Choose



(积分) ,将各成绩量相加; (Choose the integrate button)

14)Enter 0.1 in the Name/Constant field(给计算平均值的时间段:Stop time-Start time=0.1s) 15)Choose “/” to calculate the average; 16)Choose (进行开方运算) (这一步可以在最后一步进行,计算结果差别不大) ;

17)Choose Preview. The last number in this plot is the average value(曲线的最后一点就是所求 的 A 相输入功率); 18)Choose max (得所要求的 A 相输入功率):306.223W 同样可得 B 相、C 相输入功率,因此三相输入功率为:918.669W,RmxPrt 中计算得 三相输入功率为: 三相输入功率为 , 到的输入功率为: 到的输入功率为:942.967W,相差不多。显然场的计算值较小,这是由于在场的计算中没 有考虑铁耗,如果考虑铁耗(RmxPrt 中的铁耗为 13.36W) ,则两者差别更小。 有 上 的 结 算 结 果 可 以 得 到 EMpulse 中 计 算 得 到 的 运 行 效 率 为 746.141/918.669*100%=81.2%,RmxPrt 计算的效率为 79.54,相差不大。

2.6 Post Process

Post Process/field: :
在 Post Process Saved Fields 中选择任一 pjt, 选择 Post Process, 进入 2D Post Processor。 2.6.1 齿部磁密分布和磁密平均值计算 齿部磁密分布和磁密平均值计算

2.6.1.1 齿部磁密分布 齿部磁密分布 定义齿部曲线(定义一条包括所有齿的圆弧,以得到电机的最高齿磁密,这一磁密定义 为齿磁密) Geometry/Creat/Arc 输入弧的原点坐标(x,y) =(0,0) ,输入弧半径 Rad=60,输入弧的张角 Ang=90°, 选择 Enter

在 Radius 中给出弧的半径 60,则自动给出 Start Point 为(60,0) ,可以调整改起 始点的坐标,选择 Enter。

在 Num Points 中给出圆弧点的个数 2000;不选 Clockwise,表示圆弧从前面的起 点开始不是顺时针(是逆时针) ;在 Angle 中给出圆弧角度 90°;Name 改为 Tooth; 选择 Enter。

注意:该路径是一圆弧,即得到的齿部磁密分布是沿圆弧的磁密分布, 注意:该路径是一圆弧,即得到的齿部磁密分布是沿圆弧的磁密分布,与实际上的齿部磁 密分布并不相同,实际的齿部磁密分布应该是沿弦的分布。 密分布并不相同,实际的齿部磁密分布应该是沿弦的分布。 磁密分布应该是沿弦的分布 绘制 tooth 中的磁密分布 Data/Calculator,进入 Field Calculator: :out0 窗口

QTY/B:定义关于磁密 B 的后续操作 Geom/Line:选择 tooth,沿线定义 B Unit Vec/2D-Normal:定义发向磁密 Dot Geom/Line 2D Plot

(横坐标为机械角度、纵坐标为 T)

可以看出, 可以看出,齿磁密最大值为 1.46T,而 RmxPrt 计算得到的空载时的齿磁密 , 计算电机空载时的磁密。 为 1.635T,可以用 EMpulse 计算电机空载时的磁密。 , 对齿磁密来说,只计算径向磁密即可,切向磁密很低。 对齿磁密来说,只计算径向磁密即可,切向磁密很低。
2.6.1.2 齿部磁密平均值计算 齿部磁密平均值计算 平均值 应首先定义积分路径,然后根据下式计算这一路径处的平均磁密,计算磁密幅值沿路 径的积分,再除以路径的长度,就是平均磁密。

Bavg

∫ B dl = ∫ (1.0)dl

r

由于积分变量的单位同分母的单位一致,因此在此没有单位的变化问题,同时可以只

计算切向磁密或径向磁密的平均值(见后面的例子) 。 i)定义齿 ) 定义齿部路径 ab,该路径名字为 Line1,如下图所示

ii)计算该齿部的平均磁密 ) Data/Calculator 到 field calculato: :out0 窗口 : :

Qty/B,选择 B 矢量,Register 中结果如下图

Mag,求 B 矢量的大小,Register 中结果如下图

Geom/Line,选择 B 的积分线,积分线为 Line1。Register 中结果如下图

,对 B 幅值沿 Line1 进行积分,Register 中结果如下图 (Integral)

(以上计算出上面计算式中的分子,下面计算分母) Num/Scalar,给出积分函数 1.0,Register 中结果如下图

Geom/Line,选择积分函数 1.0 的积分路径,积分线为 Line1。Register 中结果如下图

,对 1.0 沿 Line1 进行积分。Register 中结果如下图 (Integral)

,分子与分母相除。Register 中结果如下图 (divide)

Eval ,显示计算结果。Register 中结果如下图

计算得到平均磁密为 1.3795T。 。 计算 Line1 中法向磁密平均值 Qty/B,选择 B 矢量; Geom/Line。选择积分线 Line1,目的求单位法向矢量; Unit Vec/2D_normal,求 Line1 的单位法向矢量; Dot。矢量 B 与单位法向矢量点乘(标量积) ,得到 B 的法向分量,该值已经是标量, 可以再计算其绝对值。 Geom/Line。选择积分线 Line1 ,对 B 的法向分量沿 Line1 进行积分 (Integral) Num/Scalar,给出积分函数 1.0; Geom/Line,选择积分函数 1.0 的积分路径,积分线为 Line1。 ,对 1.0 沿 Line1 进行积分。 (Integral) ,分子与分母相除。 (divide) Eval ,显示计算结果;

法向磁密平均值为:1.378T。同前面计算的总磁密平均值 1.3795T 向差无几,说明齿中磁密 主要是法向磁密。实际上计算得到的切向磁密只有 0.02T。 2.6.1.3 沿齿弧磁密分布和沿齿磁密分布的差异

下图是分析研齿弦磁密分布和沿各齿磁密分布的示意图。

沿弧磁密分布的示意图如下图,图中给出的是径向磁密和切向磁密,可以看出切向磁 密可以忽略不计,每齿中磁密分布是均匀的。各齿中磁密分布:B1=-1.17T;B2=-1.1T, B3=0.775T,B4=1.38T,B5=-0.375T,B6=1.46T。



沿齿弧的磁密分布(只给出法向磁密合切向磁密)

通过计算各齿沿弦的法向平均磁密分别为:B1=-1.17T;B2=-1.1075T,B3=0.7723T, B4=1.379T,B5=-0.372T,B6=1.46T。与沿弧计算的磁密几乎相同。因此为了计算方面,可 以直接定义圆弧,画出沿圆弧的法向磁密分布,找出最高磁密齿,该齿磁密的平均值就是用 瞬态场计算得到的齿部磁密。 值得注意的是,用瞬态场计算得到不同转子位置时的定子齿部磁密,其最大值都是相 同的。 给定点的坐标,即可以用(X,Y) ,又可以用(Rad,Ang) 。 2.6.2 定子轭部磁密分布和磁密平均值 由于不知道那个轭部磁密最大,因此需要计算多个轭部磁密,如下图所示。各轭部段 的外点直径为 155,内点直径为 31.92,各段的角度分别为 1(85°) 、2(75°) 、3(65°) 、4 (55°) 、5(45°) 。

I)1 段轭部磁密分布及平均磁密(合成磁密的平均值为:0.062T)

II)2 段轭部磁密分布及平均磁密(合成磁密的平均值为:0.686T)

III)3 段轭部磁密分布及平均磁密(合成磁密的平均值为:0.232 T)

IV)4 段轭部磁密分布及平均磁密(合成磁密的平均值为:0.645 T)

v)5 段轭部磁密分布及平均磁密(合成磁密的平均值为:0.407T)

结论: 结论:轭部最高平均磁密为 0.686T,RmxPrt 计算得到的额部空载磁密为 0.743T ,

2.6.3

定子轭部磁密分布和磁密平均值 比较下图所示 1、2、3、4 四个转子轭部磁密的分布和平均值。可以先找出轭部 1 所对

应的两点坐标,2、3、4 只要将坐标分别转动 22.5°、45°、67.5°即可。

I)1 段转子轭部磁密分布及平均磁密(合成磁密的平均值为:0.726 T)

II)2 段转子轭部磁密分布及平均磁密(合成磁密的平均值为:0.726 T)

III)3 段转子轭部磁密分布及平均磁密(合成磁密的平均值为:0.689 T)

IV)4 段转子轭部磁密分布及平均磁密(合成磁密的平均值为:0.709T)

结论:转子轭部磁密主要是法向磁密,与位置关系不大, 结论:转子轭部磁密主要是法向磁密,与位置关系不大,计算得到的最高转子轭部平 均磁密为 0.726T,RmxPrt 计算得到的空载转子轭部磁密为 0.7561T。 , 。 2.6.4 气隙磁密分布和磁密最大值 计算平均气隙处的磁密分布和磁密最大值。 磁密最大值为 0.9T, RmxPrt 得到的磁密最 大值为 0.837T。

3、电机空载额定转速运行时的瞬态场分析与计算 、电机空载额定转速运行时的瞬态场分析与计算 空载额定转速
3.1 Setup Boundaries/source(重点考虑 Source Setup) ( ) 将前述负载运行时的电压源都赋为 0V,各相绕组电阻都变为无穷大即可, 其它不变。 3.2 Setup Solution 选择[Setup Solution]|[Options] 同前面的额定负载运行设置 3.3 Setup Solution 选择[Setup Solution]|[Motion Setup]
从[Object]列表中选择 Band,选择[Set Band] 选择[Mechanical Setup] 不选 Consider Mechnical Setup Constant Angular Velocity=375(给定运行转速)

3.4 计算结果
3.4.1 同; 3.4.2 齿部磁密计算 空载电势与前面额定运行时计算的空载电势完全相同(Back Voltage) ,因为转速相

可以看出空载和负载时齿部磁密的最大值相差不大,但显然空载和负载各齿中磁密的 分布是不相同的。 3.4.3 气隙磁密

可以看出空载负载气隙磁密分布有一定的重合性。用空载磁密代替负载磁密问题不大。

4、考虑铁耗的计算结果 、
4.1 铁耗计算设置
在前面的额定运行和空载运行分析时, 没有考虑电机的铁耗, 下面考虑电机的铁耗分析 电机的额定运行, 在输出转矩和转速不变时, 比较考虑和不考虑铁耗时电机的输入功率和效 率。 在涡流场和瞬态场中,可以计算铁耗,在 FEM 的铁耗根据磁路的方法进行,并用公式 计算,可以根据已知的铁耗系数不同,分成两种方法,即已知磁滞损耗系数和涡流系数时用 Electrical steel,在已知总的铁耗系数时采用 Power ferrite。通常给出的是铁耗系数,因此一 般采用 Power ferrite。 在其他同额定负载运行设置完全相同的情况下,设置 Setup Executive Parameters/Core loss 选择 Object 中的定子 选择 Copute Core Loss on Object/Power Ferrite

Power ferrite core loss is based on the following equation(单位重量的铁耗)
y p = Cm f x Bmax

Where: Cm is constant value determined by experiment. f is the frequency.(Hz) Bmax is the maximum amplitude of the flux density(T) 《电机设计》中给出的铁耗计算公式为:

pFe = ka pheGFe
其中, GFe——钢的重量; ka——经验系数,把由于钢片加工、磁通密度分布的不均匀、磁通密度随时间不按正弦规律 变化以及旋转磁化与交变磁化之间的损耗差异等而引起的损耗增加都估计在内。 pFe——相当于前面 FEM 中的 p,但表达式为:

phe = p10 / 50 B 2 (

f 1.3 1 ) = p10 / 50 ( )1.3 f 1.3 Bmax 2 50 50

比较 Fem 中单位重量铁耗公式与上式,可以看出

Cm = p10 / 50 (

1 1.3 ) , x = 1.3, y = 2 50

其中,p10/50——当 B=1T、f=50Hz 时,钢单位重量内的铁耗,其值可按硅钢片型号,从下表 查取。 钢的种类 低含硅量硅钢片 中含硅量硅钢片 P10/50 2.80 2.2 相当于国产钢号 D12 D22

高含硅量硅钢片 经计算,Cm=0.0136 赋值如上图所示 Exit/Save

2.0

D23

4.2 额定负载时考虑与不考虑铁耗时的比较 额定负载时考虑与不考虑铁耗时的比较



不计铁耗时相电流

图 计铁耗时相电流

不计铁耗时电流大小为 1.568A,计铁耗时相电流为:1.568A,电流不变 三相功率:不计铁耗时为:918.669W,计铁耗时为 918.294W,两者相差不大。

4.3 负载很小时的比较
在负载转矩只有 1Nm 时,其他同额定运行相同,比较考虑和不考虑铁耗时相电流大小和 输入功率大小,比较可以看出,考虑铁耗和不考虑铁耗,对电机的计算没有影响。 4.3.1 考虑铁耗时

图 气隙转矩

图 相电流(有效值为:1.067A,输入功率 66*3W)

图 铁耗 4.3.2 不考虑铁耗时

图 气隙转矩

图 相电流(有效值为:1.0686A,输入功率 66*3W)

5、Maxwell 与 RmxPrt 计算结果比较 、
5.1 磁密及额定值比较
Maxwell11 (空载负载差不多, 以负载为主) RmxPrt(空载) 气隙磁密最大值(T) 齿部磁密(T) 定子额部磁密(T) 转子轭部磁密(T) 定子电流(A) 额定运行效率(%) 0.9 1.46 0.686 0.726 1.568 81.2 0.837 1.635 0.743 0.756 1.539 79.54

5.2 额定转速时永磁相电势比较 额定转速时永磁相

图 Maxwell 计算结果

图 RmxPrt 计算结果 两者计算结果极为相近,不过在 RmxPrt 计算中,考虑到了电机的斜槽,而 Maxwell 中 无法考虑斜槽。 5.3 气隙磁密分布

图 Maxwell 计算结果

图 RmxPrt 计算结果

6、其他心得 、
(1) 在 Setup Solution/Motion Setup 中的 Mechanical Setup 中,选择 Consider Mechanical transient 后,给定的转速(Initial Angular Velocity)值没有意义,只决定于同步速,因 此要改变运行转速, 只有改变电源电压的频率。 但不选 Consider Mechanical transient 时, 给定的 Constant Angular Velocity 有意义。 (2) 在 Source Setup 的定义 Source 中,选定 Assign/Source/Solid,有时计算结果不正确,但 将 Solid 改为 Strand 后就行。 (3) 尽管 Post Process 可以进入出现如下错误,但按确定后,可以进入 2D Post Process ,然 后可以 File/Open 打开 sob 文件,可以在 Plot ,但不能用 Data/calculator


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直流电机详细的换向器和电刷参数可设定 -输入数据自动验证功能 特点 -提供丰富的...Ansoft瞬态场计算步骤及... 42页 1下载券 基于RMxprt的三相异步电... 53页...
基于Ansoft RMxprt的三相永磁同步电机有限元分析_论文.pdf
要 组成 部分,可 以实 现与2 D3 D的无 缝 链接 ,用 户可 以直接 将RMxprt导入到有限元分析计算 中。在RMxprt 电机模 块 导入 到2 D瞬态场过程 中...
基于Ansoft的电机设计及瞬态分析_秦新燕_图文.pdf
然后使用 RMxprt 软件进行电机运行参数解 算过程, 得到输出结果, 在 Performance...Ansoft瞬态场计算步骤及... 暂无评价 42页 免费 基于Ansoft的双绕组永磁......
基于Ansoft的电机设计及瞬态分析_图文.pdf
然后使用 RMxprt 软件进行电机运行参数解 算过程, 得到输出结果, 在 Performance...Ansoft瞬态场计算步骤及... 42页 1下载券 基于Ansoft的电机设计及... 4页...
ANSYS Maxwell 2D求解齿槽转矩的几种方法.doc
R17.2 RMxprt 中的自带案例 4 极 24 槽“assm-1”为模板,介绍 3 种方法...图 17 静磁场和瞬态场仿真结果对比 5 总结 在上述的静磁场计算中,每一步计算...
基于Ansoft的永磁同步发电机建模与仿真.pdf
有限元方法对 电机的电磁场进行分析和计算,从而获得...本文将应用Ansoft公司的RMxprt和Maxwell2D软件模块来...仿真结果比较 准确地反应了永磁同步发电机瞬态运动...
ANSOFT软件在电机设计中的应用_图文.ppt
Ansoft Maxwell ? Ansoft Maxwell RMxprt ? Ansoft ...也可以 在此显示计算后的场图结果和数据曲线等信息...瞬态磁场的激励源比较丰富,有电流源、电流 密度源,...
基于Ansoft的永磁同步发电机建模与仿真.kdh_图文.pdf
有限元方法对 电机的电磁场进行分析和计算, 从而...本文将应用Ansoft公司的RMxprt 和Maxwell 2D 软件...仿真结果比较 准确地反应了永磁同步发电机瞬态运动...
Ansoft 感应电机设计算例.doc
计算与 RmxPrt 计算结果比较 课本手算结果 RmxPrt ...计算(由 RmxPrt 导入) 3.1 计算过程运行完 RmxPrt...后处理 4 2D-FEM 计算(直接进行 Ansoft 瞬态场...
ansoft 简介_图文.ppt
Ansoft maxwell 基本操作介绍 四、后处理及一些技巧 ...rmxprt(基于磁路法的电机设计软件) 2)rmxprt(基于...瞬态电场、 瞬态电场、磁场 涡流场 传导电场 §2 ...
ansoft maxwell 入门及相关基础操作_图文.ppt
Ansoft公司的Maxwell 2D/3D是一个功能强大、结果精 ...3D 有限元计算常用材料库,除此外还有RMxprt 电机...B 瞬态磁场求解器激励源在静磁场和涡流场中,仅可以...
RMxprt在三相异步电动机中的应用_图文.doc
RMxprt 模块下包含了十余种电机,三 相异步电动机是比较典型的案例, 其他类型...ANSOFT RMxprt用户手册V... 146页 5下载券 Ansoft瞬态场计算步骤及... 42...
Ansoft永磁同步电机 设计 报告.doc
第 2 章 RMxprt 在永磁同步电机中的电机性 ...计算结果的查看 第 3 章 静态磁场分析静态磁场是...分析步骤和方法与静态场 很相似,但是由于瞬态问题...
Ansoft的相关应用及对电机的仿真.doc
沈阳 ansoft 电磁场培训笔记摘要 RMxprt 笔记摘要 其中...上的数据的图形显示 这里注意一下后处理中计算器的...进行的是瞬态分析,所以 ansoft 在定子和转子之间的...
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