電機振動噪聲建模分析:基于導入DXF轉子模型導入MANATEE的振動噪聲仿真分析

前言

電機振動噪聲建模分析:基于導入DXF轉子模型導入MANATEE的振動噪聲仿真分析的圖1

隨著電機結構越來越復雜對軟件仿真結構的通用型要求越來越高,目前集成在MANATEE中的電機結構是有限的,因此如何能夠對復雜結構的電機在MANATEE中進行仿真至關重要。本文針對此問題以一款永磁同步電機為例,通過應用DXF文件與MANATEE軟件進行耦合仿真。

01

DXF文件導入流程

 1.      導入dxf文件時需要設置工程文件參數

Input.Simu.is_stator_dxf = 0 ;   % (advanced) 1 to import a *.dxf file instead of drawing stator geometry in FEMM using MANATEE algorithms
Input.Simu.is_rotor_dxf = 1 ;   % (advanced) 1 to import a *.dxf file instead of drawing rotor geometry in FEMM using MANATEE algorithms

2.      定、轉子模型導入

Input.Simu.filename_stator_dxf = 'machine_stator.dxf' ;         % (advanced) path of the *.dxf file for stator geometry
Input.Simu.filename_rotor_dxf = 'machine_rotor.dxf' ;         % (advanced) name of the *.dxf file for rotor geometry WARNING : the dxf file must be in the MATLAB path

3.      定義定轉子右邊界

Input.Simu.shift_stator_dxf = 0 ;           % (advanced) value of the shift angle to set the stator right edge at theta=0° (WARNING: it is highly recommended to already have the first stator edge at theta=0 in the dxf file).
Input.Simu.shift_rotor_dxf = 0 ;            % (advanced) value of the shift angle to set the rotor right edge at theta=0° (WARNING: it is highly recommended to already have the first rotor edge at theta=0 in the dxf file).


02

邊界條件設置

對于空氣區域,MANATEE可以將他們進行分配,使用與真實電機最匹配的拓撲非常重要。如果電機有一些額外的孔(例如通風管道),可以為MANATEE提供設置這些空氣區域的坐標:

Input.Simu.list_air_rotor_dxf = {} ;        % (advanced) list of coordinates {[x_1,y_1] ; ... ; [x_n,y_n]} to automatically assign n additional air labels in FEMM, for example in rotor pockets

如果激活了對稱性,MANATEE也將自動分配邊界條件,假設鐵芯邊緣位于θ= 0。在鐵芯邊緣不是直線的情況下(例如由于缺口或通風),需要在邊緣線的每個部分上提供點的坐標:

Input.Simu.list_bc_rotor_dxf = {} ;         % (advanced) In case of (anti)-symmetry, list of coordinates {[x_1,y_1] ; ... ; [x_n,y_n]} which are the middle of each segment constituting the rigth rotor edge on which (anti-)periodic BC are applied

最后,MANATEE將自動定義模擬的氣隙。為避免錯誤,我們強烈建議您使用:

Input.Simu.is_slidingBand = 1 ;         % (advanced) 1 to use the airgap sliding band in FEMM simulation to reduce meshing noise.

03

實例求解

本文以一臺48S8P電機為例進行求解,在用MANATEE之前必須添加一些的程序。

電機振動噪聲建模分析:基于導入DXF轉子模型導入MANATEE的振動噪聲仿真分析的圖2

下圖所示為通過MANATEE自身建模模型和用戶自定義建模模型:

電機振動噪聲建模分析:基于導入DXF轉子模型導入MANATEE的振動噪聲仿真分析的圖3
電機振動噪聲建模分析:基于導入DXF轉子模型導入MANATEE的振動噪聲仿真分析的圖4

MANATEE自身建模模型和用戶自定義建模模型

下面將兩者的結果進行對比:

電機振動噪聲建模分析:基于導入DXF轉子模型導入MANATEE的振動噪聲仿真分析的圖5

MANATEE建模

電機振動噪聲建模分析:基于導入DXF轉子模型導入MANATEE的振動噪聲仿真分析的圖6

用戶自定義建模

MANATEE建模

電機振動噪聲建模分析:基于導入DXF轉子模型導入MANATEE的振動噪聲仿真分析的圖7

用戶自定義建模

電機振動噪聲建模分析:基于導入DXF轉子模型導入MANATEE的振動噪聲仿真分析的圖8

MANATEE建模

電機振動噪聲建模分析:基于導入DXF轉子模型導入MANATEE的振動噪聲仿真分析的圖9

用戶自定義建模

通過上述比較可以看出電機兩種建模方式的結果有比較接近,但仍然有差異,用戶自定義建模更接近電機的真實尺寸。

通過導入DXF文件與MANATEE的耦合可以更加方便,更加準確的進行電機電磁振動噪聲的仿真分析,為用戶提供了切實可行的解決方案。


文章來源:天源科技

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