maxwell软件 从RMxprt中导出模型.docx

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maxwell软件从RMxprt中导出模型

4从RMxprt中导出模型

这一章主要介绍如何从RMxprt导出电机模型或者计算报告到Ansoft的其它产品或其他软件。

4.1创建Maxwell3D设计

如果用户有Maxwell3D的license文件，就可以在RMxprt中创建Maxwell3D的模型，然后在Maxwell3D中做三维电磁场分析。

4.1.1导出Maxwell3D设计模型

在RMxprt中完成电机设计以后，就可以导出一个Maxwell3D的设计模型：

1.点击RMxprt>AnalysisSetup>CreateMaxwell Design…，如图4.1

图4.1导出Maxwell3D模型

2.这时会弹出CreateMaxwellDesign对话框，从Type的下拉列表选项中选择Maxwell3DDesign，如图4.2。

3.从SolutionSetup的下拉列表选项中选择你所要导出的求解方案

图4.2ExportMaxwell3D对话框

点击OK关闭对话框，在Progress窗口中会显示处理过程，处理的结果会显示在MessageManager窗口中。

现在就可以选择MaxwellDesignn转入Maxwell3D界面进行深入分析。

在Maxwell3D界面中，Editor窗口（见图2.2）又叫做3DModelEditor，或者3DModeler窗口。

4.1.2三维几何模型

点击项目树中的MaxwellDesignn图标，激活该设计。

点击菜单命令View>FitAll>ActiveView，或者使用组合键Ctrl+D，或者图标命令Fitall，来调整模型的显示，如图4.3所示。

图4.3创建Maxwell3D设计模型

技巧：

你可以通过菜单Draw>UserDefinedPrimitive>SysLib>RMxprt在Maxwell3D中画出电机的某个组件模型。

点击View>ActiveViewVisibility…，弹出对话框ActiveViewVisibility，在对话框中可以选择显示或隐藏某个组件，如图4.4（a）所示。

点击OK关闭对话框。

图4.4（a）选择显示或隐藏某个部件

根据电机的对称性，RMxprt会自动输出一个计算周期最小的几何模型。

如果用户想修改模型的周期数（以OuterRegion为例），可以通过点击菜单命令OuterRegion>CreateUserDefinedPart，修改Fractions属性，如图4.4（b）。

用户可以将Fractions的值变成默认值的任意约数，例如在图4.3中，Fractions的默认值是4，代表1/4周期模型。

4的约数是1、2和4，因此用户可以将Fractions由4变为1或2，如果变成2，代表1/2周期的模型。

如果输出的几何模型不是整个模型，那么计算模型以外的部件会移出，并保存在Unclassified组里。

不要删除这个组里的任何部件，否则改变Fractions值的时候，这些部件不会恢复。

图4.4（b）设置Fraction，改变周期数

4.1.3完整的材料属性设置

在新创建的Maxwell3D设计模型中，电机各部分的材料属性已经自动加载，都是在RMxprt设计中所用的材料。

例如部件Band，InnerRegion和OuterRegion设置为空气，定子电枢绕组的材料是copper，定子和转子铁心材料是M19-24G，转子磁极材料为XG196/96，参考图4.3所示。

如果转轴的材料是导磁的，则转轴的材料设置为与转轴相连的铁心相同。

否则，设置为空气。

4.2创建Maxwell2D设计

如果用户有Maxwell2D的license文件，就可以在RMxprt中创建Maxwell2D设计，然后在Maxwell2D中做二维电磁场分析。

4.2.1输出Maxwell2D设计

在RMxprt中完成电机设计以后，就可以导出一个Maxwell2D的设计：

1.点击RMxprt>AnalysisSetup>CreateMaxwell Design…，参考图4.1

2.从弹出的CreateMaxwellDesign对话框的Type下拉菜单中选择Maxwell2DDesign，让Autosetup保持选中，如图4.5。

如果Autosetup选中，RMxprt将输出一个完整的Maxwell2D设计。

3.从SolutionSetup的下拉列表选项中选择你所要导出的求解方案。

图4.5输出一个2D模型

点击OK关闭对话框，在Progress窗口中会显示处理过程，处理的结果会显示在MessageManager窗口中。

现在用户就可以选择MaxwellDesignn转入Maxwell2D界面进行深入分析。

在Maxwell2D界面中，Editor窗口（参考图2.2）又叫做3DModelEditor，或者3DModeler窗口。

4.2.2二维几何模型

双击项目树中的Maxwell2Ddesignn图标，激活设计。

点击菜单命令View>Fit All>Active View，或者快捷键Ctrl+D，或者点击图标Fit all，调整显示，以便能够观察到电机的所有零件，如图4.6。

图4.6创建Maxwell2D设计

技巧：

你可以通过菜单Draw>UserDefinedPrimitive>SysLib>RMxprt在Maxwell2D中画出电机的某个组件模型，注意设置Length为0。

4.2.3自动材料属性设置

在新创建的Maxwell2D设计模型中，电机各部分的材料属性已经自动加载，都是在RMxprt设计中所用的材料。

例如部件Band，InnerRegion和OuterRegion设置为空气，定子电枢绕组的材料是copper，定子和转子铁心材料是M19-24G，转子磁极材料为XG196/96，参考图4.6所示。

如果转轴的材料是导磁的，则转轴的材料设置为与转轴相连的铁心相同。

否则，设置为空气。

4.3创建Maxwell2D项目（Project）

在V11或者更老的Maxwell2D版本里面，设计任务被当作一个Project来处理。

RMxprt能够输出Project模型，供以前版本的Maxwell2D使用。

其中的几何模型（.sm2文件）能够导入到最新版本的Maxwell2D里面。

5.3.1输出几何模型设置

在RMxprt中完成电机设计以后，就可以导出一个Maxwell2D的project。

输出之前，需要对二维的几何模型做一些设置。

点击RMxprt>DesignSettings...，然后点击ExportOptions弹出对话框，如图4.7所示。

图4.7输出选项面板

1.Periodic：

根据几何对称性，可以把电机结构分成几个周期，选择较小的周期可以缩短Maxwell2D分析的运行时间。

如果需要最小的几何区域，就打勾选中并输入1。

2.Difference：

转子相对于定子所偏移的电角度。

3.BandArc：

将气隙沿着圆周均匀分成几段。

BandArc是每一段中心角的大小。

它的有效取值范围是1o到5o，默认值是3o。

Maxwell2D在二维电磁场分析转矩时，对BandArc的大小是很敏感的，它的值越小，气隙网格就越好，计算转矩就越精确，不过相应的计算时间更长。

4.TeethtoTeeth：

如果选中了这一项，转子齿中心线或转子磁极轴线与周期分割线的方向是一致的。

不过，定子齿的中心线与周期分割线的方向始终是一致的。

5.DesignSheet：

指定一个Excel的模板来生成定制的设计书。

点击OK关闭对话框。

4.2.2观察二维几何模型

如果你的计算机中安装了Maxwell2D，就可以观察Maxwell2D的几何模型：

1.点击RMxprt>AnalysisSetup>View2DGeometry…（参考图4.1）。

2.弹出View2D Geometry的对话框，如图4.8所示：

图4.8导出2DGeometry面板

1）从SolutionSetup的下拉列表选项中选择你所要导出的求解方案。

2）输入modeler2.exe（2DModeler）所在的路径（在Maxwell2D的安装文件目录下）。

点击OK之后，RMxprt就对它所创建的二维几何模型运行2DModeler，如图4.9所示

图4.9导出Maxwell2D模型面板

用户可以在2DModeler中通过选择Window>WireFrame或Window>Fillsolids查看框图模式或实体模式。

你还可以通过选择TeethtoTeeth选项来观察几何模型的差别。

点击File>Exit退出2DModeler。

4.2.3导出Maxwell2D项目

为了观察如图4.7所示的ExportOptions各选项的效果，可以选择Teeth-Teeth。

现在可以将Maxwell2D项目导出：

1.点击RMxprt>Analysis Setup>Export（参考图4.1）。

2.弹出Export的对话框，如图4.10所示

图4.10导出Maxwell2D面板

1）从Type下拉列表中选择MaxwellV112dProject。

2）在SolutionSetup下拉菜单中选择要输出的求解方案。

3）在Path中指定输出文件路径位置（或者点击…寻找一个合适的路径位置）

点击OK关闭弹出的对话框，导出过程需要一小段时间，处理的信息最终会在MessageManager窗口中显示出来。

现在就可以利用Maxwell2DV11或更早版本，对所创建的Maxwell2D项目进行进一步的分析了。

4.2.4导入SM2几何模型

用户可以将RMxprt创建的Maxwell2DV11的sm2格式几何模型，导入到Maxwell2Dv12中。

1.点击Project>InsertMaxwell2DDesign…，如图4.11所示。

图4.11添加一个Maxwell2D设计

2.双击项目树中新添加的Maxwell2Ddesignn，激活该设计。

3.点击Modeler>Import…，如图4.12所示

图4.12输入命令

4.点击Modeler>Import…，如图4.12所示

5.找到需要导入的sm2文件路径，点击Open，如图4.13

图4.13导入sm2文件

比较图4.14和图4.9，可以观察到由于Teeth-Teeth设置不同，导致不同的模型。

图4.14导入的Maxwell2D设计

4.3导出Simplorer模型

4.3.1在RMxprt中导出Simplorer模型

利用RMxprt完成电机设计以后，就可以将动态电机模型（.sml）导出到Simplorer：

1.点击RMxprt>AnalysisSetup>Export>SimplorerModel….（参考图4.9），在Type的下拉菜单中选择SimplorerModel

2.在弹出的对话框Export中，如图4.15所示：

图4.15导出Simplorer

1）从SolutionSetup下拉列表中选择你所要导出的求解方案。

2）从Path定义输出文件的路径。

现在就可以利用Simplorer对这个Simplorer模型进行进一步的分析了。

4.3.2打开SimplorerSchemetic

如果电脑中安装了Simplorer，就可以从Windows任务栏中中打开Simplorerschemetic，点击Start，然后选择：

Programs>Ansoft>SIMPLORER7.0>SIMPLORERSimulationCenter7.0，如图4.16所示。

图4.16打开Simplorer

在弹出的对话框中，如图4.17，选择一个用户，点击OK。

然后，会弹出Simplorer的项目管理窗口和WelcometoSimplorer对话框，如图4.18所示。

点击CreateaNewProject，弹出对话框NewProject如图4.19所示。

在Filename中输入bldc，点击Create按钮进入Simplorer项目管理程序SSC7.0Commander，如图4.20所示。

图4.17Simplorer7.0启动界面

图4.18Simplorer7.0欢迎界面

图4.19创建新的project控制面板

图4.20Simplorer项目管理器

在Simplorer项目管理程序SSC7.0Commander中，如图4.20所示，在Filename一栏中双击（NewFile）进入SimplorerSchematic窗口，如图4.21所示。

SimplorerSchematic的界面由标题栏，菜单栏，工具栏，状态栏，主电路图窗口，（模型工具/对象浏览器）ModelAgent/ObjectBrowser窗口和仿真器（Simulator）窗口组成。

图4.21SimplorerSchematic

4.3.3在SimplorerSchematic中导入电机模型

在ModelAgent/ObjectBrowser窗口中点击ModelAgent标签，点击上边的AddOns标签然后在列表框中选择interfaces，单击并拖动RMxprt到主电路窗口中，然后松开鼠标，就在主电路图中放置了一个名称为RMxprtLink1的元件，如图4.22所示。

图4.22将一个RMxprtLink元件拖到SimplorerSchematic中

双击RMxprtLink1元件图标，并在弹出对话框Properties中点击ImportModel（*.sml）按钮，进入另一个对话框SpecifySMLModel，如图4.23所示。

图4.23导入电机模型

浏览选择在4.3.1节中所导出的电机模型（.sml），点击Open按钮关闭对话框SpecifySMLModel，然后点击OK关闭对话框Properties。

电机模型导入之后，元件图标也会随之改变成二维几何模型，这个几何模型也是可以通过RMxprt>AnalysisSetup>View2DGeometry…（参见图4.8）来观察的，如图4.24所示。

图4.24导入到SimplorerSchematic中的电机模型

一个电机模型，根据电机类型一般包含了一些电气引脚，两个机械旋转引脚ROT1和ROT2，一个实际输出引脚Pos，这个引脚在默认情况下是不可见的。

所有有效的引脚都可以在Properties对话框的Output/Display标签项中显示出来，如图4.25所示。

图4.25所有有效的输入输出引脚

你也可以通过右击元件图标选择MovePin对所有的引脚进行重新安排，如图4.26所示。

将鼠标移到引脚处，当鼠标形状变成如图4.27所示的时候，单击并拖动光标到你所想把引脚放置的位置。

你还可以通过选择FlipHorizontal和Rotate（90°）来水平翻转元件图标或将图标旋转90°，如图4.27所示。

图4.26选择MovePin

图4.27单击并拖动引脚到新的位置

电气的引脚标签都带有A，X，B，Y，…phaseA，B，…等绕组端接号。

当相数超过4的时候，引脚标签也会改变。

你可以在Properties对话框的Output/Display标签项中察看引脚的说明，如图4.26所示。

相电压可以在两个绕组端并联一个电压表来测量，单位是伏特。

相电流也可以通过在两个绕组端串联一个安培表来测量，单位是安培。

两个机械引脚的标签总是ROT1和ROT2，转子转速可以通过在ROT1和ROT2间并联一个转速计来测量，转矩也可以通过在ROT1和ROT2间串联一个转矩测量计来测得。

实际的输出引脚Pos可以作为一个位置传感器给驱动电路提供转子的位置信息。

你可以在你的驱动电路中直接使用引脚名字Pos。

你还可以在图4.26中的Pin一栏中勾选复选框，来使能引脚，然后将它连接到你的驱动电路中得到位置信息。

4.4导出定制的设计单

RMxprt中允许用户将DesignOutput中的计算数据导出到MicrosoftExcel中的工作表中，使用户可以根据他们自己的需求利用MicrosoftExcel的功能来设计有各自风格的计算书。

在输出设计单之前，首先需要在MicrosoftExcel中创建一个模板并设置导出选项。

4.4.1创建Excel模板

4.4.1.1设计表单中的关键字

在RMxprt的DesignOut中，各种参数的文字描述被作为输出数据的关键字。

以RMxprt>Results>SolutionData…>DesignSheet路径下的无刷永磁直流电机（bldc）为例，显示在图2.47中。

在DesignSheet中，“RatedOutputPower”，“RatedVoltage”，“NumberofPoles”，“TypeofCircuit”，“FrictionalLoss”，等等都是输出数据的关键字。

如果将这些关键字导入到MicrosoftExcel的工作表中，相应的DesignOut中的数据也应导入到这个工作表中。

4.4.1.2模板格式

以无刷永磁直流电动机（bldc）为例，创建一张设计模板。

打开MicrosoftExcel，将空工作表重命名为bldc，并在弹出对话框SaveAs中选择路径Ansoft\Examples\bldc保存。

根据用户需求，选择相应的参数，安排好工作表的页面格式。

设计好的工作表的格式如图4.28所示。

图4.28定制设计表

在模板中，浅色的（或者是彩色图中的黄色部分）区域，例如C3→C5，是为导入数据而保留的区域。

1．在DesignSheet中采用关键字

在模板的浅色区域中导入数据时，=“╳╳╳╳”中的关键字。

在双引号内的╳╳╳╳表示相应的关键字。

例如，在图4.27中，在C3单元中，关键字在=“RatedOutputPower”中。

2．为从RMxprt中导入到工作表的数据设置边界

在将数据导入到MicrosoftExcel工作表中时，RMxprt会自动搜索匹配关键字。

为了缩小搜索范围，从而减小搜索时间，建议设置搜索边界。

RMxprt定义=“”作为边界的标志。

例如，在图4.28中，深色部分（或彩色图中的浅绿色部分）路径的单元P1→P9→G9→G41→A41都是关键字，用=“”来表示边界。

在导入数据时，RMxprt通过关键字匹配时不会搜索小于或大于边界条件的数据。

4.4.1.3在模板中使用你自己的语言

根据MicrosoftExcel提供的不同的语言，可以使用除英语之外的首选的语言应用到模板中进行描述。

例如，在图4.29中，使用了简体中文。

图4.29使用简体中文定制设计单

注意：

关键字不允许用其他语言来表示。

4.4.1.4在模板中插入图形

有时候需要在模板中插入图形来详细描述，比如图4.31中所示的槽的类型和标注说明。

你可以通过MicrosoftExcel命令Insert>Picture>FromFile来将一个图片文件插入到工作表模板中，或者使用Copy，Paste的方法将图片插入到工作表模板中。

4.4.1.5为你自己的后处理添加公式

利用MicrosoftExcel中的相关的功能，可以对工作表中的数据进行后处理。

例如，计算绕组重量时可以利用以下公式：

其中，π = 3.1416，电枢绕组密度0.0000089 kg/mm3，在图4.29中，公式在D40单元中表示为：

=H7*D30*D31*D36*3.1416/4*D32^2*0.0000089I。

4.4.2创建计算单

4.4.2.1设置导出选项

1．点击RMxprt>SetExportOptions。

出现对话框ExportOptions（参见图4.6）。

2．在DesignSheet选项中，在ExcelTemplate编辑框中指定一个模板。

或者点击…按钮打开一个对话框SaveAs，浏览并且找到你所要用的模板，然后点击Save回到对话框ExportOptions。

3．点击OK关闭对话框ExportOptions。

4.4.2.2察看设计单

在设计项目已经经过分析后，创建一个基于已经定制的模板的设计表单。

1．点击RMxprt>AnalysisSetup>ExportCustomizedDesignSheet。

对话框CustomizeDesignSheet如图4.30所示。

图4.30导出定制的设计单

2．在DesignSheet的下拉列表中选择一张输出表单，或者点击按钮…打开一个对话框SaveAs，浏览并找到你所要使用的表单，然后点击Save回到对话框CustomizeDesignSheet。

3．点击OK关闭对话框CustomizeDesignSheet。

RMxprt会根据设定的路径连接到MicrosoftExcel中去，并自动将SolutionData/DesignSheet中的相关的数据导入到定制的DesignSheetTemplate的一个副本中去，如图4.31所示。

在SolutionData中的某些特定的无效数据会以N/A的方式显示，例如，当SlotSizes中的RS为1或2时显示的就是N/A。

数据的后处理过程会自动运行，例如，ArmatureCopperWeight（kg）一项显示的就是0.98603。

图4.31定制的设计单