哈工大培训课程,ANSOFT软件在电机设计中的应用(4-1).ppt

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1、ANSOFT软件在电机设计中的应用（四）报告人：李春艳Ansoft学习蓝带目标必須通過綠帶的規定，並顯示有能力對以下功能進行:建立模型，執行和結果分析。後處理，優化設計掌握内容1基本操作（1）建模建立全模型，非全模型，CAD模型导入ansoft软件的方法。（2）材料属性设置正确为元件设定材料，填加材料。叠片方向，叠片电导率等。Ansoft学习掌握内容（3）边界及源设定气球边界，value边界，主从边界合理运用。静态场和暂态场电压源，电流源及外电路设定方法。（4）参数设定静态场主要为力和转矩，暂态场。（4）求解条件设定及运

2、算（5）结果分析静态场力和转矩值，暂态场定位转矩，反电势波形，电流波形等。判断计算结果的正确性。根据分析结果可得到效率，功率因数等。Ansoft学习掌握内容2后处理电机磁力线，磁密云图分布，应用计算器画某条线上的切向，法向磁密波形（主要为气隙，齿和轭部磁密。）。求点的矢量磁位值。求漏磁系数，极弧系数，卡特系数等。波形导入和导出。FFT分解。3优化设计判断和评价设计方案。根据用户需求选择电机结构和控制方法。能够对电机进行优化，包括定位转矩，转矩波动，反电势波形，提高电机转速范围和提高电机效率等相关优化。运用相关的电机理论知

3、识，分析调节不同参数如永磁体尺寸，磁桥宽度和绕组匝数等对电机某方面性能产生的影响，并能综合比较选择合适的电机方案。主要内容永磁直流电机设计无刷直流电机设计永磁同步电机设计永磁直线电机设计参数化分析结构1.永磁直流电机工作特性1.永磁直流电机_运行特性速率特性转矩特性效率特性机械特性1.永磁直流电机_运行特性参数选取1漏磁系数漏磁系数较小1.永磁直流电机_设计特点[2]参数选取1.永磁直流电机_设计特点[2]2电磁负荷参数选取2电磁负荷1.永磁直流电机_设计特点[2]参数选取2电磁负荷B级绝缘直流电机电磁负荷经验值与D的关

4、系。每一个D所对应的AB值有一个变化范围，根据具体情况选取。1.永磁直流电机_设计特点[2]磁路求解1路算2场算1.永磁直流电机_设计特点[2]电机参数12V2400RPM75W0.299Nm电枢反应1直轴电枢反应1.永磁直流电机_设计特点[2]电枢反应2交轴电枢反应（瓦片形）以磁极中心线为界，电枢反应一侧助磁，一侧去磁。交轴电枢反应造成磁感应强度分布畸变。由于永磁体磁导率接近空气，交轴电枢反应磁路磁阻大，交轴磁通微弱，主极气隙磁感应强度畸变实际上可以忽略不计。1.永磁直流电机_设计特点[2]改善永磁电机的换向1.永磁直

5、流电机设计_优化[1]普通直流电机在主磁极间加装换向极，使换向极产生的磁场与交轴电枢反应磁场抵消，以改善换向条件、减小换向火花，并可适当降低由换向不利引起的噪音。永磁电机因为永磁材料的使用而带来问题。作为磁极，磁钢是产生恒定不变的磁通的源，但它本身的磁阻却很大。当用磁钢作换向极时，对改善换向收效甚微。改善永磁电机的换向方法：偏心气隙和靴角气隙1.永磁直流电机设计_优化[1]改善永磁电机的换向方法：偏心气隙和靴角气隙1.永磁直流电机设计_优化[1]永磁电机采用不均匀气隙对改善换向比较有利。偏心气隙长度从磁钢中心线至极尖连续

6、光滑增大，抑制电枢反应引起的气隙磁场畸变，改善换向，也改善磁钢极尖处因受电枢反应而产生的不可逆去磁现象。磁钢尖端削角而其余部分气隙均匀。圆弧两端各约六分之一变成直线，可抑制电枢反应，改善换向。一般最大气隙长度为2-3倍最小气隙长度。降低噪音1.永磁直流电机设计_优化[1]偏心气隙既是削弱电枢反应磁场的办法，也能削弱由齿槽效应产生的交变力引起的噪声和振动。因为它使气隙磁密发生变化，使本来一下子进入磁极的齿槽变成逐渐进入，减少了磁钢对齿槽间气隙磁密的突变。2极12槽PMDC跨距5槽。1.永磁直流电机设计_外电路外电路界面工作

7、界面元件库1.永磁直流电机设计_外电路外面路图1.永磁直流电机设计_外电路初始时间，bar0滞后正极电刷15度（机械角度，ahalfcommutatingbarpitch）,它滞后负极电刷195度。Bar1则滞后正极电刷-15度，滞后负极165度。以此类推。1.永磁直流电机设计_外电路ComModel1.永磁直流电机设计_外电路碳刷宽度wideB=2*arcsin(8/24)=38.9(deg)换向器直径24mm，碳刷宽度8mm。换向片宽度为wideC=360/12-2arcsin(0.5/24)=27.6(deg)换向

8、片数12，换向器绝缘0.5mm。1.永磁直流电机设计_外电路电磁转矩1.永磁直流电机设计电流1.永磁直流电机设计电压1.永磁直流电机设计一个线圈的电流和电压1.永磁直流电机设计气隙磁密1.永磁直流电机设计磁力线分布1.永磁直流电机设计FFT1.永磁直流电机设计FFT1.永磁直流电机设计特种电机及其控制34永磁无刷直流