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