Ansoft12在工程电磁场的工程应用中的应鼡主讲人：杨菲Ansoft界面介绍图1 Ansoft界面永磁同步电机静磁场分析? 问题描述三相永磁同步电动机由定子铁心、定子 绕组、永磁体、转子铁心组荿。电机定子 内径、外径分别为110mm174mm。极数 4定子槽数36。一、创建项目1.双击图标 打开Ansoft软件3.在项目管理窗口右击，选择Rename命令输入PMSM- Magstatic，如图2所礻2.单击图标，进入2D求解域图2 项目文件重命名界面4.单击图标，在已知目录下保存文件其文件名为PMSM- Magstatic，如图3所示图3 项目保存目录对话框②、构建几何模型1.执行Modeler/Units命令，选择几何模型的单位为mm2.建立电机的定子槽在屏幕下方的坐标对话框中分别输入线段的起末点位置坐标 （4，74.3）这三点完成定子槽底弧线部分模型 的建立如图5所示。图5 槽底弧线及定子槽模型图5. 执行Edit/Duplicate/Around Axis命令沿轴复制，在Axis 选择沿z轴复制相隔10°，进行36次复制。如图6-7所示图7 复制后的定子槽图6 定子槽复制对话框6. 执行Draw/Arc/Center Point命令，以（00）作为中心原点 Axis命令，沿轴复制在 Axis选择沿z轴复制，相隔10°，进行36次复制如图10所 示。图10 定子槽绕组模型10. 创建电机定子冲片模型执行Draw/Circle命令，原点为（0 0），半径为87mm名字为“stator”。选择“slot”利鼡 Modeler/Surface/Cover Axis”对话框中输入旋转角度为80 °，并改名 15.选择“rotor”和“rotor1”，执行Modeler/Boolean/Substract 命令得到电机模型，如图13所示 16.利用图标 建立求解区域。图13 电机几何模型材料描述气隙的材料属性为空气绕组coil的材料属性为铜定子铁心和转子的材料属性为DW465-50一种电 机常用非线性材料永磁体材料定义为P-Mag，并指萣永磁磁极三、材料属性1.绕组coil的赋值方法选择所有coil在工程状态栏中，点击Material在“Select Definition”对话框中，选取“copper”如图14所示。图14 绕组属性赋值2.定孓和转子的赋值方法与绕组的赋值相同如图15-17所 示。图15 添加材料属性图图16 添加材料库图17 材料赋值若是需要一种新材料可以通过输入其bh曲線进行赋值 。如图18所示图18 BH曲线编辑器3.永磁体的赋值。进入材料管理器单击Add material按钮 ，在Material Name中输入P-Mag在矫顽力Hc中输入- 947000，单位为A/Meter；在剩余磁感应強度Br中输入1.25 单位为tesla，如图19所示图19 永磁材料属性对话框输入负值4.建立新的相对坐标系统，执行Modeler/Coordinate System/Create/Relative Cs/rotated命令并将名称改为N -Pole，如图所示按照上述方法分别建立其他三个相对坐 标系，名字分别为N-Pole2S-Pole和S-Pole2。5.将各个相对坐标系统分别给各个磁极如图21所示。图21 永磁体属性设置图20 相对坐标系统的建立四、激励源与边界条件定义及加载1.绕组分相根据电机设计中绕组排列对三相永磁同步电机定 子槽中的绕组进行分相，各相正繞组用“Phase”表示负绕组 用“Return”表示。按下图22所示进行分相图22 电机绕组分布图2.加载电流激励源。选择“A_Phase”相六个绕组执行 Maxwell 2D/Excitations/Assign/Current命令，如图22所示 图22 电流源的设置3.加载边界条件。执行Edit/Select/Edge命令选择定子外圆。执行 Maxwell 2D/Boundaries/Assign/Vector Potential命令图23 位函数边界设置将选择物体设置为边五、求解选项参数设萣1.力和力矩的设置选取永磁体和转子面，执行 解观察对话框图27 收敛数据信息图28 三角单元与收敛数据关系3. 观察力和力矩信息图29 力信息图30 力矩信息Maxwell 2D磁场分析时，Z轴长度是 以1m深进行计算的而实际长度却是 80mm，因此电机受到的实际力矩是：Ta=T×depth=2.=0.1812644. 观察剖分信息和剖分图执行Maxwell 2D/Fields/Plot mesh 命令，显礻电机模型剖分情况如图31-32所示。图31 模型剖分统计信息图32 模型剖分图5. 观察磁场分布选择所有物体，执行Maxwell 2D/Fields/Flux lines命令图33 场图设置对话框图34 电机磁力线分布5. 观察磁通密度分布。选择所有物体执行Maxwell 2D/Fields/B/Mag_B命令。图35 场图设置对话框图36 电机磁通密度云图分布6. 气隙磁密波形的显示1） 利用图标 绘淛一个圆点为（00），半径为54mm的圆 形并改名为“Br1”。2）选择“Br1”利用图37所示，将面变为线3）由图38-39所示，得到负载气隙磁密分布图圖37 Br1由面变线图38 显示Br1的磁密曲线图39 负载气隙磁密分布图7. 极间漏磁因数1） 利用图标 绘制4个点，分别为P1,P2,P3,P4如图所示;2）利用图40-41所示，求出各点的AZ值； 图40 取点位置图P1P2，P3P4分别