Maxwell全尺寸变量建模精讲

精细化/参数化/模板化建模是高性能电机设计的前提，本课程主要内容为在Maxwell 2D/3D环境下，利用其强大的点、线、面、体建模功能及其特征操作功能来构建电机的全变量尺寸参数化模型，如基于平行齿结构的定子铁芯模型、基于非均匀气隙的转子铁芯模型、基于多层磁障的磁阻铁芯模型、基于六边形的空心杯绕组3D模型、轴向磁通电机模型、如何对外部导入几何进行参数化建模等，从而实现对电机模型的精细化设计。

      本系列课程的主要特点就是全变量尺寸参数化建模，主要内容如下。

• 第三十集

      对定子铁芯齿部内侧和外侧的四条边线执行倒圆角操作，内侧圆角半径为变量ToothInnerR、外侧圆角半径为变量ToothOuterR，单定子铁芯结构如图1所示。

图1 定子铁芯模型

      电枢绕组参数化模型绘制：绕组尺寸参数与定子铁芯参数全相关，当定子铁芯某些尺寸发生变化时，相应电枢绕组模型也相应发生变化，便于参数化分析和优化分析。

      如图2， 在轴向，绕组与定子槽口部位之间的间隙为变量WireTooth_Zdis，与定子轭部之间的间隙为变量WireYoke_ZDis，则绕组的高度Wire_H=定子齿总高度ST_H+定子轭高度SY_H-WireTooth_Zdis-WireYoke_ZDis；

图2 电枢绕组模型

     如图3， 在周向，绕组与定子齿之间的四周间隙均为变量WireTooth_Dis，绕组与绕组之间的间隙为变量WireWire_Dis，则绕组的宽度变量Wire_W=（槽宽SW-2*WireTooth_Dis-WireWire_Dis）/2。单个绕组模型如图4所示。

图3 电枢绕组横截面模型

图4 单绕组模型

• 第三十一集

      永磁同步电机负载仿真计算通常使用电流激励源，需要在绕组模型中创建激励面，并要求激励面的大小随绕组的变化而变化，课程中使用到相对坐标系及Section操作，且相对坐标系的参数也为变量，图5为相对坐标系的变量参数，图6为绕组模型与相对坐标系的一个坐标平面执行Section功能，图7为生成的三相绕组激励面模型。

图5 相对坐标系

图6 绕组激励面

图7 三相绕组激励面