RMxprt的案例
使用ANSYS Maxwell進行RMxprt仿真：初學者逐步指南 ￥6
使用ANSYS Maxwell進行RMxprt仿真：初學者逐步指南
發布時間：2025年7月
格式：MP4 | 視頻：h264，1280x720 | 音頻：AAC，44.1千赫，雙聲道
難度級別：所有級別
語言：英語 | 時長：9課時（2小時20分鐘）
|大小：1.3GB
學習使用ANSYS Maxwell中的RMxprt進行電機設計與仿真——這是獲得可運行的有限元分析（FEA）的最簡單方法
你將學到什么
- 如何逐步使用ANSYS Maxwell中的RMxprt對電機進行建模和仿真
- 如何定義電機參數，如定子、轉子、繞組和材料
- 如何解讀仿真結果，如轉矩-轉速曲線和鐵損
- 如何將RMxprt模型導出至Maxwell 2D/3D進行高級有限元法（FEM）仿真
- 如何為RMxprt中的仿真選擇合適的電機類型（如感應電機、同步電機、無刷直流電機）
課程要求
- 對電機有基本了解（只需掌握基礎知識！）
- 無需ANSYS Maxwell使用經驗——我們會逐步指導你操作
- 對電機設計或仿真有好奇心和興趣。僅此而已！無需編程，無需復雜數學——只需在實踐中學習
課程介紹
你是否對電機設計感興趣，但被完整的2D/3D有限元分析仿真的復雜性所困擾？
本課程是你掌握ANSYS Maxwell RMxprt的捷徑——這是一款用于快速、準確且輕松進行電機分析的強大工具。
展開 ANSYS RMxprt電機設計精講之調優分析
RMxprt磁路法設計軟件是Maxwell軟件進行電機電磁設計的基礎，RMxprt更多的側重于對電機結構、基本理論的掌握，這也是電機設計者所應具備的最基本的知識。
RMxprt電機設計精講課程，基本上涵蓋了軟件的全部內容，包括定轉子鐵芯的拓撲結構、繞組和電路的拓撲結構、電機運行方式和負載類型、報告創建和編輯、自定義繞組、各種電機參數含義講解、參數化分析/調優分析/優化分析、GRM模塊、Maxwell模型向導、軟磁材料/永磁材料設置等，其中有些內容與Maxwell的操作是相同的。作者計劃以ANSYS Maxwell為平臺，以電機電磁設計為內容，打造全系列的課程，RMxprt電機設計精講是第一部分內容，更是基礎，針對Maxwell的教程預計在明年會推出，期望能夠提高電機設計工程師的仿真計算能力，也希望大家能夠連續學習，并予以收藏和關注，謝謝大家的支持!
展開 RMxprt電機設計調優分析全流程案例實操（含操作視頻）
介紹
RMxprt軟件擁有一個方便實用的調優分析功能。調優分析，簡單說，是先對設計變量進行一個大步長的掃描，查看輸出變量在哪一個區間范圍內可能存在最優值，進而再對在該區間范圍進行小步長的計算，從而可以縮短計算時間，提高優化設計效率。
本文使用一個RMxprt自帶的算例，來演示調優分析的具體操作過程。
RMxprt-電樞繞組基本術語和類型
例：三相6極66槽不對稱雙層繞組（q=2+2/3，極距??=11，節距y=11），如圖15所示：
圖15 三相6極66槽不對稱雙層繞組
7 小結
本文介紹RMxprt中電樞繞組的基本術語和類型，這是電機設計者所應具備的最基本的知識。
RMxprt電機設計精講課程，基本上涵蓋了軟件的全部內容，包括定轉子鐵芯的拓撲結構、繞組和電路的拓撲結構、電機運行方式和負載類型、報告創建和編輯、自定義繞組、各種電機參數含義講解、參數化分析/調優分析/優化分析、GRM模塊、Maxwell模型向導、軟磁材料/永磁材料設置等，其中有些內容與Maxwell的操作是相同的。作者計劃以ANSYS Maxwell為平臺，以電機電磁設計為內容，打造全系列的課程，RMxprt電機設計精講是第一部分內容，更是基礎，針對Maxwell的教程預計在明年會推出，期望能夠提高電機設計工程師的仿真計算能力，也希望大家能夠連續學習，并予以收藏和關注，謝謝大家的支持!
展開 
電磁仿真設計RMxprt-6p72s電勵磁凸極同步電機
本文采用RMxprt模塊，詳細說明其設計過程，如有不當歡迎批評指正。
基于ANSYS Workbench平臺的電機電磁噪聲仿真分析
3）雙擊Toolbox→Analysis System→RMxprt模塊建立項目A，如圖3所示。
4）雙擊項目A中的A1欄進如RMxprt電機設置平臺，如圖4所示。
圖3 RMxprt模塊 圖4 RMxprt平臺
5）依次選擇菜單RMxprt→Machine Type，在彈出的電機類型選擇對話框中單擊Generic Rotating Machine選項，單擊OK按鈕，如圖5所示。
6）單擊Project Manager→RMxprt→Machine選項，在下面出現屬性設置對話框中作如下設置：
在Source Type欄中選擇AC選項；
在Structure欄中選擇Inner Rotor選項；
在Stator Type欄中選擇SLOT_AC選項；
在Rotor Type欄中選擇PM_INTERIOR選項，如圖6所示。
圖5 RMxprt模塊 圖6 RMxprt平臺
圖7 Stator設置 圖8 Slot設置
9）單擊Project Manager→RMxprt→Machine→Stator→Core選項，在下面出現屬性設置對話框中作如下設置：
在Outer Diameter欄中輸入120，單位保持默認即可；
在Inner Diameter欄中輸入75；
在Length欄中輸入65；
在Stacking Factor欄中輸入0.95；
在Steel Type欄中單擊按鈕；
在材料選擇對話框中選擇M19_24G_2DSF0.950材料單擊確定按鈕，如圖9所示。
展開 電機振動噪聲建模分析:基于ANSYS Workbench平臺的電機電磁噪聲仿真分析
16）選擇菜單RMxprt→Design Settings子菜單，在出現的RMxprtDesign Settings對話框中作如下設置：
選擇Enabled選項，單擊確定按鈕，如圖16所示。
注：Maxwell程序的缺省設置為使用最小幾何數據格式，此處設置為到處全模型的數據。
圖15 求解器設置 圖16 RMxprt設置
17）選擇菜單RMxprt→Analysis All子菜單，進行計算，當計算結束后，通過RMxprt→Analysis Setup→Create Maxwell Design子菜單將RMxprt模型導出到Maxwell中，此時將啟動腳本語言進行數據傳遞，傳遞完成后如圖17所示。
圖17 數據傳遞
18）選擇菜單RMxprt→Analysis All子菜單，進行計算，當計算結束后，通過RMxprt→Analysis Setup→Create Maxwell Design子菜單將RMxprt模型導出到Maxwell中，此時將啟動腳本語言進行數據傳遞。
19）右鍵選擇Stator，在彈出的快捷菜單中依次選擇Edit→Delete命令，將Stator幾何刪除，如圖18所示。
20）依次選擇菜單Modeler→Import子菜單，在彈出的如圖19所示對話框選擇文件名為assm_LumpedForceMapping_stator.dxf的幾何文件。
圖18 刪除幾何 圖19 導入幾何
21）選擇導入幾何中的面積最大的幾何體，按住鍵盤上的Ctrl鍵，選擇所有導入的幾何體，依次選擇菜單中的Modeler→Boolean→Subtract命令，此時幾何實體如圖20所示。
22）選中剛操作完的幾何實體，將其材料屬性設置為M19_24G_2DSF0.950。
23）將其名字命名為Stator1。
展開 ANSYS知識庫 | Maxwell相關：負載及求解設置問題（一）
1、RMxprt生成的Maxwell有限元模型，默認負載是如何定義的？
問題描述：RMxprt生成的Maxwell有限元模型，在定義負載轉矩的時候，有一個公式，如下圖。這個公式有什么意義？
RMxprt一鍵有限元的默認負載轉矩定義
問題解答：這是一個恒功率的負載轉矩定義，如果在RMxprt的負載類型定義為恒功率運行，就會有這種負載轉矩的定義。
【干貨分享】ANSYS 低頻軟件常見問題解答-第二季
1如何為RMxprt中電勵磁直流電機添加電源內阻？問題描述：汽車上用的電勵磁直流電機往往接在蓄電池上，蓄電池有很大的內阻，對電機性能影響很大，如何在快速求解時添加該內阻也體現內阻影響？
解決辦法：
★ 步驟：2 點擊菜單 RMxprt> Design Settings
2 在彈出的窗口RMxprt Design Settings中選擇User Defined Data標簽，勾選Enable
2 點擊Import Files選項，選擇目錄：Program Files>AnsysEM> AnsysEM15.0>Win64>Examples>Maxwell>RMxprt>dcm下的模板文件dcm.temp，并在輸入的文件中把LineRes項后面的值改為對應的電源內阻值ohm
2如何利用RMxprt輸出用戶自定義表單？用戶自定義表單的作用★ RMxprt仿真結果datasheet與實際加工表單不一致★ RMxprt仿真結果datasheet全英文顯示★ 處理方法2 第一步：新建用戶自定義數據表單（Excel 必須是2003格式，如用2007或者2010必須轉換為2003格式）
2 第二步：定義數據輸出區域
2 第三步：在RMxprt中裝載模板
2 第四步：導出設置
2 第五步：輸出結果
3如何快速調整視圖？
展開 關于Ansoft Rmxprt中whole coiled和half coiled的說明
用Ansoft Rmxprt進行旋轉電機繞組設計時，要在whole coiled和half coiled二者中作出選擇，這使得很多設計人員感到茫然。whole coiled和half coiled字面意思是全極式繞組和半極式繞組，這個是國外的說法。在國內，這兩種繞組又分別被稱為顯極式繞組和庶極式繞組，下面分別進行解釋。
顯極接法時，它的每個極相組（或線圈組）均形成一個磁極的極性。因而電機繞組的極相組數與其極數相等。為了使磁極的極性符合旋轉磁場按N極、S極相互交替產生的要求，故相鄰兩極相組內的電流方向必須是相反的。因此在實際接線時，按“頭與頭相接、尾與尾相接”的所謂反串聯接法。
庶極接法時，它的每個極相組（或線圈組）產生兩個磁極的極性，繞組的極相組數僅為電機極數2p的一半，也就意味著p個極相組獨立產生p個磁極，而另外p個磁極則由相鄰極相組共同形成。在庶極接法的繞組中每個極相組所產生的極性都是相同的，因而在各相中所有極相組內的電流方向也是相同的。即每相內相鄰兩極相組的聯接應按首端與尾端相接，也就是按“頭與尾相接、尾與頭相接”的所謂順串聯接法。
很顯然，常規60°相帶繞組是顯極式繞組，非常規120°相帶繞組是庶極式繞組。下面以36槽4極，繞組跨距7為例，分別給出兩種繞組的接法。對于相同匝數，通相同大小的電流時，繞組產生的磁動勢和電動勢大小與繞組相帶度數成反比。因此，60度相帶繞組的利用率要比120度相帶繞組的利用率高。
展開 ANSYS知識庫 | Maxwell相關：負載及求解設置問題（一）
1、RMxprt生成的Maxwell有限元模型，默認負載是如何定義的？
問題描述：RMxprt生成的Maxwell有限元模型，在定義負載轉矩的時候，有一個公式，如下圖。這個公式有什么意義？
RMxprt一鍵有限元的默認負載轉矩定義
問題解答：這是一個恒功率的負載轉矩定義，如果在RMxprt的負載類型定義為恒功率運行，就會有這種負載轉矩的定義。
ANSYS知識庫 | Maxwell相關：典型應用問題（二）
利用RMxprt自動生成的有限元模型，電機沒有辦法達到額定轉速？
RMxprt仿真得到的機械特性曲線（起動扭矩小）
RMxprt默認負載設置下的轉速波形（轉速卡在500rpm左右）
RMxprt默認負載設置下的電磁轉矩和負載轉矩已經平衡
解決辦法：修改負載轉矩設置
★ RMxprt默認生成的負載轉矩定義如下圖。在默認的轉矩設置下，負載轉矩增加太快，在500rpm的時候，電磁轉矩和負載轉矩達到平衡，電機不能正常起動。
★ 為了能讓電機啟動，可以先讓電機空載達到同步轉速，然后再慢慢地加大負載轉矩。此時負載轉矩的定義如下：
★ 用于負載轉矩的Dataset定義：
修改之后的仿真結果
修改之后仿真得到的電機轉速
電機轉速
展開 ANSYS知識庫| Maxwell相關建模問題（三）
問題描述：RMxprt V2014一鍵生成Maxwell3D模型，對生成的模型永磁材料等添加電導率，無法設置渦流效應。但是，直接通過Maxwell3D建模時，給各種材料添加電導率，都可以設置渦流效應。
解決辦法：為了通過軟件conduction path檢查問題，RMxprt產生的Maxwell 3D模型，默認設置了比較高的門檻電導率(2500000)，這是因為大部分的鐵心材料的電導率都低于此門檻電導率。如果用戶要計算的渦流材料的電導率低于此電導率則需要修改門檻電導率使該材料作為導體來處理。門檻電導率可在Design Setting中設置。
通過Maxwell3D建模并設置材料電導率，軟件可以設置渦流效應
RMxprt輸出Maxwell3D模型并修改材料的電導率，軟件無法設置渦流效應
★ 單擊“Maxwell->Design settings->Material Thresholds”將Insulator/Conductor由默認的2500000降低為0.
展開 Maxwell參數化建模和優化設計 附DxfToAnsys軟件下載
2.3 RMxprt導入Maxwell參數化建模
RMxprt是AEDT中基于磁路法的旋轉電機專家設計工具，在RMxprt建模過程中，可以將電機的幾何尺寸等設置為變量或表達式，并利用其“一鍵有限元”功能生成Maxwell仿真模型，RMxprt中定義的變量也會自動傳遞到Maxwell模型中。
以軟件自帶的assm-1為例，如將定子槽型尺寸設置為變量。若電機是平行齒，不能直接使用ParallelTooth定義的齒寬，因為齒寬不會傳遞到Maxwell，我們需要將Bs1和Bs2手動定義，通過控制這兩個變量來等效平行齒對應的槽寬度。
RMxprt計算完成后，可一鍵生成有限元模型，可以在Maxwell中參看定義的變量，軟件傳遞了RMxprt中手動定義的變量除線圈匝數變量，線圈匝數變量TC雖然實現了傳遞，但未自動賦值，需手動修改，可以List功能對線圈匝數進行批量修改。
2.4 Maxwell內置UDP模型參數化建模
Maxwell軟件內置了非常多的UDP模型庫，包含了各種常用的電機沖片、線圈、機殼、變壓器等模型，用戶可以直接調用并將其中的幾何尺寸設置為變量，快速實現參數化建模。
UDPs模型同時支持2D和3D建模，UDPs模型的幾何尺寸可直接填寫表達式實現參數化建模。用戶可通過Maxwell的幫助文檔中的介紹，詳細了解UDPs參數和使用說明。UDPs的打開方式為Draw>User Defined Primitive >RMxprt。
同一個UDP模型可利用Info選項，分別定義沖片、磁鋼、磁鋼槽、求解域等模型，如為0是沖片，1是磁鋼，2是磁鋼槽等。
展開 Maxwell電動汽車的驅動電機電磁方案分析
2 電磁結構模型建立
利用Maxwell有限元原理分析電機電磁方案的模型建立一般有以下3種方式：
1、利用RMxprt功能建立；如果通過RMxprt一鍵生成Maxwell，適用于是一些常用的定轉子結構，不利于復雜轉子結構建立，也可以在Maxwell界面直接用UDP建模，這功能與RMxprt一鍵生成類似，區別在于用UDP僅是建立模型，而RMxprt一鍵生成見則會自動建立完整的場算文件;如果涉及到RMprt里沒有的定轉子結構，我們一般先生成有的定轉子結構，然后再借用自帶畫圖功能把缺失部分建立。
2、利用Maxwell畫圖功能建立；建模能力比較有限并且比較麻煩，常常需要詳細結構尺寸坐標，建模Maxwell不是它的主要功能，而是附加功能，用此種方法建立的模型可以實現結構尺寸優化分析。
3、利用市場其它畫圖軟件建好再導入；這種方法適用于已確認電磁結構的，用于進一步場算確認的，如果需要優化結構的則不適用。
除了以上3種，還有一種就是在ANSYS Workbench平臺，使用DM或者SPDC建模模塊實現Maxwell動態鏈接，既可以快速方便建立復雜電磁結構模型也可以實現電磁結構尺寸優化，前提必須基于Workbench平臺。
圖3 電磁結構圖
3 驅動電機空載分析
空載分析主要得到僅在磁鋼作用產生的磁場結果，這里重點關注徑向磁場波形及諧波結果，另外反電動勢波形及諧波情況也是重點關注之一。
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