奧地利網(wǎng)站后綴,十堰秦楚網(wǎng)公眾號(hào),河北邢臺(tái)封閉最新消息,平面設(shè)計(jì)公司簡(jiǎn)介怎么寫(xiě)盤式電機(jī) maxwell 電磁仿真模型 雙轉(zhuǎn)單定結(jié)構(gòu)#xff0c;halbach 結(jié)構(gòu)#xff0c;雙定單轉(zhuǎn) 24 槽 20 極#xff0c;18槽 1 2 極#xff0c;18s16p#xff08;可做其他槽極配合#xff09; 參數(shù)化模型#xff0c;內(nèi)外徑#xff0c;疊厚等所有參數(shù)均可調(diào)整 默認(rèn)模型僅作學(xué)…盤式電機(jī) maxwell 電磁仿真模型 雙轉(zhuǎn)單定結(jié)構(gòu)halbach 結(jié)構(gòu)雙定單轉(zhuǎn) 24 槽 20 極18槽 1 2 極18s16p可做其他槽極配合 參數(shù)化模型內(nèi)外徑疊厚等所有參數(shù)均可調(diào)整 默認(rèn)模型僅作學(xué)習(xí)用未做商業(yè)化優(yōu)化 全模型和周期性模型都有 其他結(jié)構(gòu)也可做 最低maxwell2021r1 版本一、模型概述本文檔所分析的代碼是基于Ansys Maxwell 2022R1版本開(kāi)發(fā)的盤式電機(jī)電磁仿真參數(shù)化模型采用雙定單轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)與Halbach磁鋼排列核心槽極配合為24槽20極同時(shí)支持18槽12極、18s16p等多種槽極組合擴(kuò)展。模型具備全參數(shù)化特性電機(jī)內(nèi)外徑、疊厚、氣隙、槽型尺寸、磁鋼參數(shù)等關(guān)鍵指標(biāo)均可靈活調(diào)整適用于盤式電機(jī)電磁性能的精準(zhǔn)仿真與優(yōu)化設(shè)計(jì)廣泛應(yīng)用于新能源汽車驅(qū)動(dòng)、工業(yè)傳動(dòng)、特種電機(jī)等領(lǐng)域的研發(fā)場(chǎng)景。二、代碼核心結(jié)構(gòu)解析代碼以AnsoftProject工程文件格式組織整體結(jié)構(gòu)分為工程配置、材料定義、幾何建模、仿真參數(shù)設(shè)置四大核心模塊各模塊通過(guò)XML-like標(biāo)簽化語(yǔ)法實(shí)現(xiàn)邏輯關(guān)聯(lián)以下是詳細(xì)拆解一工程基礎(chǔ)配置模塊該模塊定義了工程創(chuàng)建信息、支持的仿真環(huán)境及基礎(chǔ)參數(shù)是模型運(yùn)行的底層支撐。$begin AnsoftProject CreatedSun Nov 5 11:17:36 2023 ProductElectronicsDesktop FileOwnedByWorkbenchfalse $begin Desktop Version(2022, 1) InfrastructureVersion(1, 0) $end Desktop UsesAdvancedFeaturesfalse NextUniqueID0 MoveBackwardsfalse // 多仿真環(huán)境支持聲明 $begin Maxwell3DEnvironment Version(1, 0) $end Maxwell3DEnvironment $begin Maxwell2DEnvironment Version(1, 0) $end Maxwell2DEnvironment // 其他環(huán)境配置略 $end AnsoftProject核心功能指定工程基于ElectronicsDesktop 2022R1版本創(chuàng)建支持Maxwell 2D/3D、Q3D、Simplorer等多物理場(chǎng)仿真環(huán)境協(xié)同定義了工程唯一ID生成規(guī)則、文件所有權(quán)等基礎(chǔ)屬性。關(guān)鍵參數(shù)Version(2022, 1)明確仿真軟件版本確保模型兼容性UsesAdvancedFeaturesfalse表示暫未啟用高級(jí)仿真特性如多物理場(chǎng)耦合高級(jí)算法。二材料定義模塊材料是電機(jī)電磁性能的核心影響因素代碼中定義了6種關(guān)鍵材料涵蓋磁鋼、導(dǎo)磁材料、導(dǎo)電材料及真空介質(zhì)每種材料均配置了電磁、熱、結(jié)構(gòu)全屬性參數(shù)。1. 材料清單及核心屬性材料名稱材料類型核心電磁屬性應(yīng)用部位vacuum真空介質(zhì)介電常數(shù)ε1透明度0.95仿真邊界填充35CS300testrevise_40C電工鋼片非線性磁導(dǎo)率324組BH曲線導(dǎo)電率2062280.88 S/m疊片系數(shù)0.97定子鐵芯NdFe38SH80deg釹鐵硼磁鋼磁矯頑力-880150 A/m磁導(dǎo)率1.0569導(dǎo)電率625000 S/m轉(zhuǎn)子磁鋼基準(zhǔn)copper銅導(dǎo)電率58000000 S/m導(dǎo)熱率400 W/(m·K)密度8933 kg/m3定子繞組b35a300_v1電工鋼片與35CS300testrevise_40C性能一致疊片方向V(1)不同鐵芯部位適配定子鐵芯N38SHUP/N38SHDOWN釹鐵硼磁鋼磁矯頑力方向分別為Z軸正/負(fù)向其余屬性同NdFe38SH80degHalbach陣列磁鋼2. 關(guān)鍵材料屬性詳解以35CS300testrevise_40C電工鋼片為例其非線性磁導(dǎo)率定義如下$begin permeability property_typenonlinear BTypeForSingleCurvenormal HUnitA_per_meter BUnittesla IsTemperatureDependentfalse $begin BHCoordinates Points[324: 0, 0, 35.05959848, 0.068266709, ..., 80000, 1.975176295] $end BHCoordinates $end permeability包含324組BH曲線數(shù)據(jù)H范圍0~80000 A/mB范圍0~1.975 T精準(zhǔn)描述材料在不同磁場(chǎng)強(qiáng)度下的磁化特性是電磁仿真精度的核心保障。核心損耗參數(shù)corelosskh122.84磁滯損耗系數(shù)、corelosskc0.416渦流損耗系數(shù)、corelosske20.14附加損耗系數(shù)支持鐵損精準(zhǔn)計(jì)算。三幾何建模模塊采用參數(shù)化建模方式通過(guò)UserDefinedPrimitive自定義基元 幾何操作移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、復(fù)制、分割實(shí)現(xiàn)電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子全結(jié)構(gòu)建模核心分為定子線圈coil和轉(zhuǎn)子磁鋼pmup/pmdown兩大部件。1. 定子線圈建模coil$begin Operation OperationTypeUserDefinedPrimitive ID22697 DllNameRMxprt/DiskCoil.dll $begin ParamVector Pair(DiaOuter, do) // 線圈外直徑關(guān)聯(lián)全局參數(shù)do Pair(DiaInner, di) // 線圈內(nèi)直徑關(guān)聯(lián)全局參數(shù)di Pair(Thickness, h_stator)// 線圈厚度關(guān)聯(lián)定子高度 Pair(Slots, slot) // 槽數(shù)24 Pair(SlotType, slottype)// 槽型3型槽 Pair(Layers, 2) // 線圈層數(shù) Pair(CoilPitch, 1) // 節(jié)距1 $end ParamVector $end Operation // 后續(xù)幾何操作移動(dòng)Translate、周向復(fù)制DuplicateAroundAxis、分割Split核心邏輯通過(guò)調(diào)用RMxprt/DiskCoil.dll插件生成基礎(chǔ)線圈結(jié)構(gòu)基于全局參數(shù)關(guān)聯(lián)實(shí)現(xiàn)尺寸驅(qū)動(dòng)通過(guò)DuplicateAroundAxis操作繞Z軸復(fù)制24個(gè)線圈完成24槽定子繞組布局通過(guò)YZ/ZX平面分割實(shí)現(xiàn)線圈分層設(shè)計(jì)。2. 轉(zhuǎn)子磁鋼建模pm_up$begin Operation OperationTypeUserDefinedPrimitive ID22813 DllNameRMxprt/DiskPMCore.dll $begin ParamVector Pair(DiaOuter, do) // 磁鋼外直徑 Pair(DiaInner, di) // 磁鋼內(nèi)直徑 Pair(Thickness, h_stator/2gap)// 磁鋼厚度 Pair(Poles, poles) // 極數(shù)20 Pair(Embrace, arc) // 極弧系數(shù)0.85 Pair(ThickMag, hpm) // 磁鋼厚度6mm $end ParamVector $end Operation采用Halbach陣列設(shè)計(jì)通過(guò)N38SHUPZ軸正向矯頑力和N38SHDOWNZ軸負(fù)向矯頑力磁鋼交替布局結(jié)合極弧系數(shù)0.85設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)氣隙磁場(chǎng)正弦化優(yōu)化降低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。四仿真參數(shù)與求解配置模塊該模塊定義了模型所有可調(diào)整參數(shù)、求解類型及仿真邊界條件是參數(shù)化仿真的核心控制單元。1. 全局參數(shù)清單可直接調(diào)整參數(shù)名稱含義默認(rèn)值單位調(diào)整范圍建議di電機(jī)內(nèi)徑100mm80~120do電機(jī)外徑200mm180~220h_stator定子高度40mm30~50gap氣隙長(zhǎng)度2mm0.5~3slot定子槽數(shù)24-18/24適配極數(shù)poles轉(zhuǎn)子極數(shù)20-12/16/20arc磁鋼極弧系數(shù)0.85-0.7~0.9hpm磁鋼厚度6mm4~8irms額定相電流有效值150A100~200r_speed額定轉(zhuǎn)速100rpm50~3000initial初始相位角-2.688deg-10~102. 求解配置SolutionTypeTransient // 求解類型瞬態(tài)仿真 ComputeTransientInductancetrue // 計(jì)算瞬態(tài)電感 PerfectConductorThreshold1e30 // 理想導(dǎo)體閾值 InsulatorThreshold1 // 絕緣體閾值 UseSkewModelfalse // 禁用斜極模型盤式電機(jī)無(wú)需斜極溫度設(shè)置全局默認(rèn)溫度22℃支持溫度依賴性材料屬性關(guān)聯(lián)當(dāng)前IsTemperatureDependentfalse可手動(dòng)啟用輸出變量默認(rèn)包含電磁轉(zhuǎn)矩、氣隙磁通密度、繞組電感、鐵損、銅損等關(guān)鍵性能參數(shù)。三、模型核心功能與優(yōu)勢(shì)一全參數(shù)化驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)所有關(guān)鍵尺寸內(nèi)外徑、疊厚、氣隙、電磁參數(shù)槽極數(shù)、磁鋼極弧系數(shù)、額定電流均通過(guò)全局變量定義修改參數(shù)后可自動(dòng)更新幾何模型與仿真設(shè)置無(wú)需手動(dòng)調(diào)整實(shí)體結(jié)構(gòu)大幅提升設(shè)計(jì)迭代效率。二Halbach磁鋼陣列優(yōu)化通過(guò)N38SH_UP/DOWN磁鋼的矯頑力方向設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)Halbach陣列布局相比傳統(tǒng)徑向充磁磁鋼氣隙磁場(chǎng)諧波含量更低轉(zhuǎn)矩密度提升15%~20%且無(wú)需額外磁軛結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)。三多物理場(chǎng)屬性完備材料同時(shí)配置電磁磁導(dǎo)率、導(dǎo)電率、熱導(dǎo)熱率、比熱容、結(jié)構(gòu)彈性模量、熱膨脹系數(shù)屬性支持電磁-熱、電磁-結(jié)構(gòu)多物理場(chǎng)耦合仿真擴(kuò)展?jié)M足電機(jī)溫升、振動(dòng)等多維度性能評(píng)估需求。四槽極組合靈活擴(kuò)展代碼架構(gòu)支持槽極數(shù)靈活替換通過(guò)修改slot槽數(shù)和poles極數(shù)參數(shù)可快速適配18槽12極、18槽16極等多種槽極配合兼容不同功率等級(jí)電機(jī)設(shè)計(jì)需求。四、模型使用說(shuō)明一參數(shù)調(diào)整方法打開(kāi)Ansys Maxwell 2022R1導(dǎo)入24s20ppanshi2022r1.aedt文件在左側(cè)Project Manager中展開(kāi)“Model Setup→Properties”修改目標(biāo)參數(shù)如調(diào)整氣隙gap為1.5mm轉(zhuǎn)速r_speed為1500rpm參數(shù)修改后右鍵點(diǎn)擊模型名稱選擇“Update Design”更新幾何與仿真配置進(jìn)入Maxwell 3D求解設(shè)置界面確認(rèn)求解類型、仿真時(shí)間步長(zhǎng)等參數(shù)點(diǎn)擊“Solve”啟動(dòng)仿真。二關(guān)鍵注意事項(xiàng)材料替換若需更換磁鋼類型如N42SH需在Materials模塊中修改磁矯頑力、磁導(dǎo)率等參數(shù)確保與實(shí)際材料數(shù)據(jù)一致網(wǎng)格劃分建議對(duì)氣隙、繞組區(qū)域采用自適應(yīng)網(wǎng)格加密網(wǎng)格尺寸設(shè)置為氣隙長(zhǎng)度的1/3~1/2提升仿真精度仿真時(shí)長(zhǎng)瞬態(tài)仿真需至少包含1個(gè)電周期電周期T60/(r_speed×poles/2)確保轉(zhuǎn)矩、電感等參數(shù)穩(wěn)定收斂。五、總結(jié)該盤式電機(jī)Maxwell仿真模型采用參數(shù)化建模與Halbach磁鋼陣列設(shè)計(jì)具備尺寸可調(diào)、性能精準(zhǔn)、擴(kuò)展靈活的核心優(yōu)勢(shì)完整覆蓋電機(jī)電磁性能仿真所需的材料屬性、幾何結(jié)構(gòu)、求解配置等關(guān)鍵要素。通過(guò)該模型可快速完成電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩、氣隙磁通、損耗分布等性能指標(biāo)的仿真分析為盤式電機(jī)的設(shè)計(jì)優(yōu)化提供可靠的數(shù)值支撐適用于從概念設(shè)計(jì)到性能驗(yàn)證的全流程研發(fā)工作。