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从RMxprt到Maxwell一键有限元分析过程.pdf

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从 RMxprt 到 Maxwell 一键有限元分析过程 佟文明 Ansoft 软件包括三个模块: (1)Ansoft RMxprt ——“路”的方法计算模块 (2)Ansoft Maxwell 2D ——二维场计算模块 (3)Ansoft Maxwell 3D ——三维场计算模块 ` Ansoft RMxprt ——“路”的方法计算模块。 基于电机等效电路和磁路 的设计理念来计算、仿真各种电机模型。 优点: 建立模型简单快捷, 可以利用该软件通过输入参数直接建立电机的二维或 者三维电磁场计算模型,并且得到的二维场或者三维场有限元模型的材料属性、 边界条件、激励源、永磁体充磁、绕组分相均已完成,从而可以实现一键有限元 操作。 参数调整方便 缺点: 库中模型类型有限 设计精度相对于有限元分析偏低 Ansoft RMxprt 包含 12 类电机。通常我们常用的是下图方框中的两种电机类 型。
下图为 Ansoft RMxprt 的界面。 ` Ansoft Maxwell 2D ——二维场计算模块 是电机电磁场分析最常用的模块。本身自带建模模块 {注:这是第二种建模 方式,也是最常见的建模方式, 大家需要掌握。 尤其是对于转子磁路结构比较特 殊,RMxprt 中没有现成参考时, 需要通过这种方式建立转子模型 }(点—线—面, 可以绘制出任何特殊的电机二维场计算模型) ,主要操作步骤如下: 1建立模型 2指定材料属性 3 建 立 边 界 条 件 和激励源 5后处理 4设定求解参数 下图为 Ansoft Maxwell 2D 操作界面。
快捷键: 计算类型快捷按钮 常用快捷按钮 视图操作快捷按钮 模型绘制快捷按钮 模型材料快捷按钮 相对坐标系快捷按钮 建模: 绘图菜单栏中, 自上而下分别为绘制线段、 绘制曲线、 绘制圆弧和绘制函数 曲线;绘制矩形面、绘制椭圆面、绘制圆面和绘制正多边形面域;沿路径扫描, 插入已有模型;绘制面、绘制点;插入多段线等操作选项,最后灰色的按钮是创 建域,多用来绘制求解域等。
利用 Ansoft Maxwell 自带的建模工具,按照“点—线—面”的方式建模,注 意事项如下: ` 物体必须封闭。 ` 物体之间可以完全包含,不可以交叉。 ` 物体边的分段数不可太低。 ` 尽量避免过尖锐的物体,必要时要做钝化处理 另外,提到第三种建模方式,就是利用 CAD 软件建好电机的定转子模型, 然后导入 Ansoft Maxwell。该方法也是非常常用的建模方式, 建模周期大大缩短。
下面详细分析利用 RMxpt 建立 Maxwell 2D 有限元分析模型与静 态场、瞬态场计算过程: 一、在 Rmxprt 中建立电磁场计算所需电机模型 单击 RMxprt 快捷 键创建一个项目 图 1 创建一个 Rmxprt 工程 图 2 选择电机类别(异步起动永磁同步电机)
图 3 进入如图所示界面 双击 Machine 图 4 输入电机极数、摩擦损耗、风摩耗和设计计算转速
点击 双击 Stator 图 5 输入定子铁心数据 点击添加材料 图 6 创建铁心材料属性( BH 曲线) {点击上图中 Steel Type 后面的 Value 进入上图 }
输 入 名 称 磁导率选择非线性 图 7 创建铁心材料属性( BH 曲线) 图 8 单击 BH 曲线
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