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圖3 電機(jī)外加激勵(lì)電路 2.4 仿真結(jié)果與分析2.4.1 電機(jī)靜磁場(chǎng)分析及結(jié)果電機(jī)靜磁場(chǎng)分析是指僅有永磁體作為勵(lì)磁激勵(lì)條件下的分析方式，此時(shí)外電路不參與分析。永磁直流空心杯電機(jī)靜磁場(chǎng)分析得到的磁力線分布云圖與磁感應(yīng)強(qiáng)度云圖如圖4、圖5所示。

電機(jī)有限元模型的建立根據(jù)上面初步設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)，電機(jī)的主要參數(shù)是：定子內(nèi)徑為 30 ｍｍ；轉(zhuǎn)子外徑為 29 ｍｍ；轉(zhuǎn)子內(nèi)徑為 10 ｍｍ；永磁體厚度為３ｍｍ；定子槽數(shù)為９；電機(jī)極數(shù)為 10 ；鐵芯長(zhǎng)度 為 50 ｍｍ。利用 軟 件 An-soft / Maxwell 2D 模塊進(jìn)行無刷直流電機(jī)模型的建立的步驟為：①打開 Maxwell 2D 模塊界面，確定電機(jī)的求解環(huán)境。

空心杯電機(jī)3D模型仿真 -外部輸入或直接在Maxwell內(nèi)部建立電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子、永磁體模型，裝配成完整的空心杯電機(jī)模型，并賦予相應(yīng)的材料特性。 -把3D模型沿Z軸切割，可得如下空心杯2D模型，設(shè)置合適的模型深度和等效材料特性，并對(duì)繞組重新進(jìn)行分相后，也可以仿真空心杯電機(jī)的特性，仿真速度遠(yuǎn)快于3D模型。

圖 1 控制器與有限元電機(jī)模型聯(lián)合仿真 圖 2 控制器與ECE模型聯(lián)合仿真 圖 3 ECE與有限元力矩對(duì)比 圖 4 ECE與有限元繞組電流對(duì)比 在電機(jī)ECE模型抽取過程中，需要將三相繞組的激勵(lì)方式改成外電路。該步驟只是用于ECE模型抽取，與電機(jī)實(shí)際需不需要設(shè)置外電路無關(guān)。

該步驟只是用于ECE模型抽取，與電機(jī)實(shí)際需不需要設(shè)置外電路無關(guān)。 ③編輯外電路。外電路只需要包含三個(gè)元件，分別是，三相繞組電流掃描元件ECE3、轉(zhuǎn)子位置角度掃描原件ECER及Ground。 ④編輯電流掃描元件：ECE3。Windings中設(shè)置三相繞組的名稱，名稱必須與Maxwell設(shè)置一一對(duì)應(yīng)，同時(shí)以逗號(hào)隔開。

Maxwell 2D/3D進(jìn)行高級(jí)有限元法（FEM）仿真 - 如何為RMxprt中的仿真選擇合適的電機(jī)類型（如感應(yīng)電機(jī)、同步電機(jī)、無刷直流電機(jī)） 課程要求 - 對(duì)電機(jī)有基本了解（只需掌握基礎(chǔ)知識(shí)！）

2022R2更新回顧 基于Maxwell 和 Motion的磁吸動(dòng)態(tài)過程仿真 新功能： ? 基于Ansys Motion和Maxwell磁吸動(dòng)態(tài)過程仿真 好處： ? 動(dòng)力學(xué)與電磁場(chǎng)結(jié)合的耦合仿真流程，可以對(duì)永磁體進(jìn)行全自由度控制仿真。

一、聯(lián)合仿真關(guān)鍵點(diǎn)聯(lián)合仿真的關(guān)鍵點(diǎn)如下腦圖所示。 聯(lián)合仿真關(guān)鍵點(diǎn) Maxwell部分仿真部分必須包含motion，繞組的激勵(lì)必須設(shè)定為外電路，并且要設(shè)定運(yùn)行與Simplorer耦合仿真。

通過對(duì)故障工況有限元分析結(jié)果的后處理，總結(jié)出了故障特征信息和相關(guān)的故障程度評(píng)價(jià)指標(biāo)，為提出如何實(shí)現(xiàn)永磁同步電機(jī)的可靠運(yùn)行、建立電機(jī)的實(shí)時(shí)故障診斷系統(tǒng)等方面的內(nèi)容提供了一定的依據(jù)。2 電機(jī)的有限元分析模型 將RMxprt模塊中建立的電機(jī)模型導(dǎo)入Maxwell 2D中進(jìn)行有限元仿真計(jì)算。

1.電磁模型建立與分析 圖1 電機(jī)模型 電機(jī)的電路模型如圖2所示。 圖2 電機(jī)電路模型 1）啟動(dòng)Workbench。在Windows XP下單擊“開始”→“所有程序”→ANSYS15→Workbench15命令，即可進(jìn)入Workbench主界面。 2）保存工程文檔。

如何將外電路模塊中的變量傳遞到 Maxwell？1）外電路中定義變量： 2）導(dǎo)出 sph 網(wǎng)表文件： 3）在 Maxwell 中導(dǎo)入外電路 sph 網(wǎng)表文件： 4）在 Maxwell 中重新定義變量： 8. 如何在 Maxwellcurrent 激勵(lì)下設(shè)置電流突變（=0）設(shè)置?

電磁力計(jì)算 圖3 1/8電機(jī)模型 分析模型為 Prius 電機(jī)的二維分析模型，建立Maxwell 2D分析流程。 打開【W(wǎng)orkbench】->【Toolbox】->【Analysis Systems】，添加一個(gè)Maxwell 2D分析系統(tǒng)。

本分步指南專為初學(xué)者設(shè)計(jì)，將引導(dǎo)您了解 ANSYS Maxwell 的基本概念和實(shí)際應(yīng)用，幫助您建立從事實(shí)際仿真項(xiàng)目的信心。在本課程中，您將學(xué)習(xí)如何創(chuàng)建 2D 和 3D 模型、分配材料、設(shè)置邊界條件以及定義不同類型的激勵(lì)，包括電壓、電流和外部電路。您還將探索力和扭矩計(jì)算、網(wǎng)格劃分技術(shù)和解決方案設(shè)置，以確保獲得準(zhǔn)確的結(jié)果。

如何將外電路模塊中的變量傳遞到 Maxwell？1）外電路中定義變量：2）導(dǎo)出 sph 網(wǎng)表文件：3）在 Maxwell 中導(dǎo)入外電路 sph 網(wǎng)表文件：4）在 Maxwell 中重新定義變量：8. 如何在 Maxwellcurrent 激勵(lì)下設(shè)置電流突變（=0）設(shè)置?

Maxwell還可以對(duì)故障狀況進(jìn)行準(zhǔn)確地分析，例如不同類型的偏心率造成的電機(jī)不平衡磁拉力。此外，時(shí)域內(nèi)多種電機(jī)速度條件下的徑向力、切向力、軸向力和力矩都可以被計(jì)算，并通過傅里葉變換轉(zhuǎn)換到頻域。值得注意的是，為了提高仿真效率、盡量縮短仿真時(shí)間并減少計(jì)算資源，在Maxwell中可自動(dòng)生成最小的仿真模型。

本算例使用的模塊如下：RMxprt模塊：建立電機(jī)類型；Maxwell模塊：2D瞬態(tài)電磁場(chǎng)計(jì)算；Structural 模塊：3D諧響應(yīng)分析計(jì)算；Acoustics ACT模塊：噪聲計(jì)算注：Acoustics ACT模塊需要單獨(dú)安裝，請(qǐng)用戶到官方網(wǎng)站上自行下載。圖1 電機(jī)模型電機(jī)的電路模型如圖2所示。

這個(gè)全面的實(shí)踐課程將您從基礎(chǔ)到使用ANSYS Maxwell（電磁場(chǎng)分析領(lǐng)域的領(lǐng)先軟件工具之一）的高級(jí)模擬技術(shù)。無論您是學(xué)生、研究人員還是行業(yè)專業(yè)人士，本課程都將為您提供設(shè)計(jì)、模擬和優(yōu)化磁性系統(tǒng)的實(shí)用技能。您將探索如何構(gòu)建和分析永磁體、電磁鐵和涉及力、扭矩和運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。通過逐步模擬，您將學(xué)習(xí)如何創(chuàng)建逼真的2D和3D模型，分配材料，應(yīng)用激勵(lì)，并提取有價(jià)值的結(jié)果，如感應(yīng)電壓、磁通量和電磁力。

Maxwell 可以實(shí)現(xiàn)的參數(shù)化設(shè)置如下： ① 幾何模型參數(shù)化； ② 激勵(lì)源/外電路參數(shù)化； ③ 材料屬性參數(shù)化； ④ 溫度參數(shù)化； ⑤ 網(wǎng)格參數(shù)化； ⑥ 求解設(shè)置參數(shù)化。