MAXWELL实践报告文档格式.docx

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通过查阅资料，对永磁同步电机进行建模，通过本题目熟练掌握复杂模型的建立方法及技巧，并求解电机的平均电磁转矩及场图分布。

例：

建立如下模型进行分析

一、三相永磁同步电动机电机几何模型

三相永磁同步电动机，由定子铁心、定子绕组、永磁体磁极、转子铁心组成。

电机定子内径、外径分别为74mm和120mm，极数4，定子槽数24。

图1电机定子冲片模型

图2电机几何模型图

二、三相永磁同步电动机电机的材料及激励源

对于永磁同步电动机静磁场分析，需要指定以下材料属性：

1、指定气隙Air-gap材料属性——空气（亦可采用默认材料属性真空）；

2、指定绕组coil材料属性——铜；

3、定义定子铁心Stator及转子轭yoke材料属性DW465-50,一种电机常用非线性铁磁材料；

4、定义永磁体材料，命名为P_Mag，指定给永磁磁极。

（1）DW465-50硅钢片

表1DW465-50硅钢片B-H数据表

H（A/m）

B（Tesla）

0

262.74

1.3

31.85

0.1

318.47

1.35

45.38

0.2

429.94

1.4

55.73

0.3

668.79

1.45

64.49

0.4

995.22

1.5

72.45

0.5

1592

1.55

76.83

0.6

2547.77

1.6

79.62

0.7

3742

1.65

87.58

0.8

5059.54

1.7

104.2

0.9

6687.9

1.75

121.02

1

143.31

1.1

189.49

1.2

（2）永磁体材料

图3线性永磁材料退磁曲线

（3）加载电流激励源

选择A相四个绕组，A相绕组电流为36安培，B、C相分别电流相位分别落后与A相电流相位120度和240度，因此其值为18安培。

电流值满足：

（4）剖分图

图4模型剖分图

三、电磁场仿真分析

1、力矩

Ansoft软件中力矩信息正方向为逆时针方向，图中力矩数值前的负号，代表电机所受力矩为顺时针方向。

另外，Maxwell2D进行磁场分析时，Z轴长度是以1m深度（depth）进行计算的，即在本文中电机的轴向长度默认为1m，实际电机铁心长94mm，因此电机受到的实际力矩应为

2、力

转子X、Y两方向分力及总的合力

3、电感矩阵

A_winding

B_winding

C_winding

0.047761

-0.014297

-0.011572

0.048745

-0.012767

0.045227

表2电感矩阵

绕组中的电感参数，与实际绕组的匝数N相关，且于Z轴方向长度（depth）相关，电感矩阵信息中所显示的为单匝，单位长度的电感值，因此实际电感需要按下式计算：

4、电机磁力线分布

图5电机磁力线分布

5、电机磁通密度云图分布

图6电机磁通密度云图分布

四、实践结论

利用ansoft软件建立了永磁同步电动机的模型,以及分配了电机各个部分的材料以及设置了线圈的电流激励,并通过软件对电机的转子转矩、磁力线分布、磁通密度分布等进行了求解。

题目七：

螺线管电磁阀静磁场分析

要求：

掌握螺线管电磁阀工作原理。

建立螺线管电磁阀模型，并画出磁力线分布图及磁场强度分布图。

进行理论分析，与仿真结果比较，总结。

例如：

建立如下模型进行仿真分析

一、实验步骤

1．生成项目

其中包括生成项目录，生成螺线管项目，打开新项目与运行MAXWELL2D。

2．生成螺线管模型

使用MAXWELL2D求解电磁场问题首先应该选择求解器类型，静磁场的求解选择Magnetostatic，然后在打开的新项目中定义画图平面，建立要求尺寸的螺线管几何模型，螺线管的组成包括Core、Bonnet、Coil、Plugnut、Yoke。

3．指定材料属性

访问材料管理器，指定各个螺线管元件的材料，其中部分元件的材料需要自己生成，根据给定的BH曲线进行定义。

4．建立边界条件和激励源

给背景指定为气球边界条件，给线圈Coil施加电流源。

5．设定求解参数

本实验中除了计算磁场，还需要确定作用在螺线管铁心上的作用力，在求解参数中要注意进行设定

6．设定求解选项

建立几何模型并设定其材料后，进一步设定求解项，在对话框SetupSolutionOptions名进入求解选项设定对话框，进行设置。

二、实验模型及数据曲线

1.螺线管模型:

2.三角单元与收敛次数的关系:

3.总能量与收敛次数的关系:

4.能量误差百分比与收敛次数的关系:

5.磁场力与收敛次数的关系:

6.磁力线分布：

7.Plugnut的BH曲线

8.Bonnet的BH曲线：

9.Yoke的BH曲线：

三、实践结论：

1、收敛次数越多，三角单元占用的存储空间越大，但能量误差越小。

2、作用在Core上的磁场力大小为118.389N，方向沿着Z轴负半轴。

3、Plugnut在H〉10000（ampere/meter）接近饱和。

Yoke在H〉20000（ampere/meter）时接近饱和。

Bonnet在H〉20000（ampere/meter）接近饱和。