最屌magnet操作教程全.docx
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最屌magnet操作教程全
MagNet操作教程
前言
以三相异步电机为例,介绍MagNet软件的根本操作步骤。
和一般的有限元软件相类似,对一个模型的分析包括以下步骤。
1.MagNet界面介绍
安装MagNet和相应的License后,可以运行MangNet。
在Windows系统中,点击开场->程序->MagNet->MagNet启动MagNet。
其主要的界面如下〔可通过菜单Tools→ToolBars自定义工具栏〕。
1〕下拉菜单
File:
新建、翻开、保存文档,输入、输出模型、动画等
Edit:
Undo、Redo,拷贝,粘贴,删除。
各种类型的选择功能等。
Draw:
光标方式,画直线、圆弧、圆等,挪动、旋转、镜像等,布尔操作等
Model:
生成实体,对实体进展操作,生成线圈,运动部件等等。
Boundary:
各种边界条件,外表阻抗,簿壁特征等
Circuit:
翻开电路窗口,设置电阻、电感、电容、开关、换向器等电路元件,进展连接、挪动、对齐等。
Solve:
选择求解器,设定求解参数、时间步长等。
View:
各种视图选项和设定等。
Tools:
动画、脚本工具,场量探针,各种工具条的翻开和关闭操作等。
Window:
窗口操作等。
Help:
帮助文件,对应相关操作的脚本等。
2〕边界条件
3〕运行脚本,VBS格式的文件
4〕直线、圆弧分段工具
5〕模型视图旋转调节
6〕模型视图角度调节
7〕挪动复制旋转等操作
8〕电子元件
9〕电子元件的排列
10〕工程栏
Object:
对文件中的元件,线圈,电路等操作
Material:
定义,编辑材料库
Coil:
对线圈定义
Problem:
求解问题列表
Field:
显示求解后的各种场量
View:
各种视图参数
11〕选取工具
12〕画线、圆弧、圆工具
13〕生成实体工具
14〕建模及显示窗口
15〕电路图窗口
16〕键盘输入工具
2.建立三相异步电机模型
以陈世坤?
电机设计?
第十章计算例题〔263页〕为例,电机型号Y160M-4〔Y:
产品类型代号,表示异步电动机;160:
电机中心高,表示轴心到地面的间隔为160毫米;M:
电机机座长度,表示为中机座;4:
极数,表示4极电机。
〕额定功率11kW,额定转速1460r/min,气隙厚度0.5mm,轴向有效长度155mm,单层穿插绕线,每圈匝数29,导线线径1.3mm,2根并绕,电源三相380Vpdf格式?
电机设计?
下载地址:
:
//ishare.iask.sina.cn/f/11264398.html?
from=like
模型可以直接在MagNet中建立,也可以以2D模型导入,如AutoCAD的DXF文件,然后再经过拉伸、旋转等生成3D实体。
现使用AutoCAD的dxf文件导入,电机Y160M-4详细尺寸如下所示〔单位mm、度〕:
程序下载地址:
:
//xdowns/soft/xdowns2021.asp?
softid=80090&downid=21&id=82365
翻开MagNet,选菜单Tools→SetUnits,Length单位与上述一致,选Millimeter〔毫米〕
在窗口左侧工程栏:
导入2D图形:
如下列图所示,在XY平面建立了三相异步电机的2D图形。
用工具栏
“SelectConstructionSliceSurfaces〞选择定子局部〔见界面介绍11〕。
用工具栏
“MakeComponentinaLine〞生成实体〔见界面介绍13〕。
弹出对话框,设定参数,如拉伸间隔,选择材料,定义实体的名字等。
拉伸间隔distance即轴向长155,材料material选择硅钢Carpenter:
Siliconsteel:
点OK生成定子铁心3D模型:
同理,选择转子铁心〔硅钢〕、定子槽〔铜:
Copper:
5.77e7Siemens/meter〕和转子槽〔铝:
Aluminum:
3.8e7Siemens/meter〕和轴〔S430:
430Gradestainlesssteel〕可分别生成转子铁心、定子绕组、转子导条、轴的3D模型,拉伸间隔都为155。
同一材料的实体在拉伸前可按Ctrl键同时选中统一拉伸生成实体,比方同时选中36个定子槽图形统一拉伸,一次性生成36个实体,不必每个实体单独拉伸一次。
对气隙的处理,可分为两层,内层归转子局部,外层归定子局部。
这样可以以气隙的中心线为转动局部的分界限,同时2层设定可以进步求解精度。
气隙拉伸材料选择AIR,间隔155。
在DXF图形中已将气隙划为两层:
对于要考虑漏磁的模型,一般要在定子外侧设定空气包AirBox。
需先画一个包含住整个电机模型的圆,再拉伸生成空气包包住整个电机模型。
选择菜单Tools→KeyboardInputBar,窗口下方将显示键盘输入栏以输入坐标。
点选工具栏画圆工具
〔见界面介绍12〕,在键盘输入栏先输入圆心(0,0)回车,再输入圆上任一点如(0,135)回车画圆如下,选定外侧环形区域:
拉伸:
这样完好3D模型如下:
3.编辑设定材料特性
上述步骤都是使用MagNet自带材料库中的材料,也可以根据实际需要对所使用的材料属性进展创立和编辑。
所有材料的属性设定为温度的函数,或者温度和频率的函数。
低频材料库包括了65种预定义的材料。
用户定义材料库中包括了用户创立和修改的材料。
下列图所示为Material页。
其中1为系统自带的材料库。
2为用户自定义的材料库。
3为模型中使用的1和2中的材料。
假如在默认材料库中找不到所需材料,可新建材料:
在“UserDefineMaterials〞点击鼠标右键,出现“NewUsersMaterial〞,点击它翻开材料定义模板。
依次选择和输入相关参数,来完成定义。
如BH曲线,损耗曲线。
以下介绍内容与本模型无关:
对于具有线性退磁曲线的材料来说,只需要定义相对磁导率和矫顽力。
以上介绍内容与本模型无关
本模型需要将铜的电导率设置为非常大,电阻可忽略,在连接电路时另外计算绕组电阻串接以获得更好的仿真效果。
如下列图在MagNet窗口左侧工程栏材料页:
如此即相当于新建一种电导率非常大的铜,电阻可忽略不计。
同理,在general页也可以修改材料颜色displaycolor,可以另外设定三种颜色不同的铜分别作为三相绕组的材料以便识别:
4.建立线圈和电路连接
把定子槽按下列图顺时针编号〔1至36〕,紫、绿、红线表示了三相绕组各自的绕接方法,即本模型电机使用的单层穿插式绕线。
〔下列图为另外添加的示意图,不在MagNet中出现〕
先在MagNet左侧工程栏object页将空气包设置为不可见以选中定子绕组实体建立线圈:
用工具栏
“SelectComponents〞〔见界面介绍11〕,先设置A相:
按下Ctrl键不放开,依次同时选定对应槽号的定子绕组实体〔必须按此先后顺序点选〕:
1-9-2-10-18-11-19-27-20-28-36-29
1、2、18、19、20、36点选的先后次序数为奇数,建立线圈后电流参考方向将被标为流出平面,其余的将被标为流入平面。
选中后显示如下,四个极内的A相槽在圆周呈均匀对称排布〔每极每相槽数:
3〕:
点菜单Model→MakeSimpleCoil〔建立简单线圈〕,生成A相线圈Coil#1,刚刚所选的线圈连接为依次串联,在窗口左侧工程栏可将其改名〔选中后停1秒再点一下可重命名〕为A以便识别:
生成一相完成后选菜单Edit→UnselectAll,以便生成另一相线圈。
同理,生成B、C相线圈,点选顺序为:
B相:
32-3-31-23-30-22-14-21-13-5-12-4
C相:
7-35-6-34-26-33-25-17-24-16-8-15
如此,即可保证相邻极相组电流参考方向相反。
其中规定的电流参考方向可以在窗口中显示出来,这个方向可以更改:
在工程栏Coil页,右键点击线圈名称,选Properties〔属性〕,可以定义编辑线圈特性,如名字,匝数,电流正方向,截面积,电压鼓励或电流鼓励等。
把所有的线圈都定义好后,如有必要外接驱动电路,可以翻开“Circuit-?
NewCircuitWindow〞
在电路窗口建立设备的驱动电路,并将电路与所分析的模型相连。
对转子导条,那么必须每一个导条单独生成coil,不可同时选中,转子共生成26个coil。
对26个转子导条,类型都改为实心线圈solid〔stranded为绞线〕:
把所有的线圈都定义好后,如有必要外接驱动电路,可以翻开菜单“Circuit→NewCircuitWindow〞在电路窗口建立设备的驱动电路,并将电路与所分析的模型相连。
由于前面已忽略铜的电阻,模型中也没有绕组端部,所以需在每相绕组另外串联电阻电感以等效绕组的电阻和端部漏感。
计算方法参考?
电机设计?
第四章公式4-4〔电阻〕,公式4-38和公式4-92〔单层交叉绕组端部漏感,与分组单层同心式公式一样〕。
计算结果为:
每相电阻0.967106627855295欧姆,每相端部漏感0.0018296416663445亨利。
翻开newcircuitwindow,把左侧A、B、C三相绕组的图标拖放到右侧,然后从circuit菜单添加voltagesource〔电压源〕、resistor〔电阻〕,inductor〔电感〕,用connection〔导线〕连接如下列图〔电源星形,绕组三角形连接〕:
对其中的每个元件点击右键,选properties〔属性〕,可设置其属性。
对每个电阻,阻值设置为刚刚的计算结果:
每个电感同样:
三相对称电源设置:
对于转子电路,模型中没有端环,所以需要另外参加等效电阻电感。
电阻和电感的值需要另外建立等效模型求出,暂不介绍,如今直接用其计算结果:
每段端环电阻:
1.021494574864e-006欧姆,电感:
2.058228443526e-008亨利
两个端环分别分为26段,每段都包含上述值的电阻电感各一个,按照实际电机中端环与导条的连接方式在电路图中连接起来如下〔较为繁琐,可在例如模型中查看完好的连接电路;同时修改多个电阻电感值的方法见下面附加说明〕:
☆附加说明☆同时修改多个电路元件参数属性的方法:
需先安装infolytica扩展包,安装程序〔InfolyticaExtensions.msi〕在magnet软件文件夹下
安装完成后,magnet菜单栏将多出一项:
例如同时修改假设干个电阻的阻值,先在工程栏object页选中这些电阻的名称:
然后选菜单Extensions→ModelManager:
多个电阻值已被一次性修改:
Loadlist是为了读取元件的参数列表,然后选择需要修改的参数,电阻参数只有阻值所以不用选
设置转子:
用Selectcomponents工具按下ctrl同时选定转子铁心、所有的转子导条、转轴、内侧气隙,选菜单model→makemotioncomponent,即可设置所选实体为转动局部,设置负载转矩:
5.设定边界条件和网格参数
边界条件定义了在边界和未求解区域的场分布情况。
默认的一元边界条件是磁力线平行于边界。
对于局部建模的电机,比方只求解一个极或两个极,那么要定义二元边界条件:
奇对称〔OddPeriodicBoundary〕或偶对称〔EvenPeriodicBoundary〕边界条件。
为进步求解精度和速度,对不同的实体,设定不同的网格大小。
一般气隙设小一点。
另外还可以设定直线,圆弧分段来控制网格数,或者设定曲率大小来控制网格数。
如下列图可设定转子网格大小。
本模型可使用默认设置,不做修改。
6.求解和后处理
对不同问题,选择适宜的求解器。
如2D或3D、静态或动态。
须先设定求解参数,一般用默认设置,不修改〔上图中SetSolverOptions〕。
对于瞬态求解器,还要设定时间步长等〔菜单solver中SetTransientOptions〕:
对本模型,需用二维瞬态运动场求解器〔solve菜单→Transient2Dwithmotion〕:
求解完成后,能查看各种结果,能输出数据和曲线。
如速度曲线: