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。

• 第二十八集

      图1为前几次课绘制的8p48s槽永磁（磁阻）同步电机全电磁模型，由于只在横向的的磁钢槽内放置永磁体，在一个磁回路中由一对极的永磁体提供磁动势，而每极气隙磁通由一个极下的永磁体提供，属于串联式磁路结构。

图1 串联式磁路结构

       图2所示模型本次课主要内容：绘制两侧空气槽内永磁体参数化模型，在一个磁回路中由一个极的永磁体提供磁动势，而每极气隙磁通由一对极下的永磁体并联提供，属于并联式磁路结构。

       永磁体放置在两侧空气槽内，其基本形状为矩形，如图3所示，长度PM_W和高度PM_H可以与空气槽的尺寸相关联，并跟随空气槽的变化而变化；也可以不与之关联，永磁体长度PM_W和高度PM_H为独立变量，但其最大尺寸不得超过空气槽尺寸。

图2 并联式磁路结构

图3 永磁体参数

       如果在横向磁钢槽和两侧空气槽内均放置永磁体，如图4所示，则可构成串并联混合式磁路结构。

图4 串并联混合式磁路结构

• 第二十九集

      本集课程开始绘制轴向磁通电机的全变量尺寸参数化模型，图5为12p18s单定子单转子轴向磁通电机，定子铁芯采用平行槽且为平底槽结构，电枢绕组为集中式形式，转子为表贴式永磁体结构形式，转子铁芯内、外两侧凸台对永磁体起径向约束作用。

图5 12p18s轴向磁通电机-1/6周期模型

       本集主要内容为绘制定子铁芯的全变量尺寸参数化模型，其结构尺寸参数如图6所示，其由定子轭部和定子齿部两部分组成，内径为变量IDS，外径为变量ODS，定子轭高为变量SY_H，定子齿总高度为变量ST_H，槽口宽度为变量Bs0，槽口高度为变量Hs0，槽口底部为倒直角结构(距离为变量SlotOpen_Dis、角度为SlotOpenAng)，槽宽为变量SW，定子齿内侧边倒角半径为变量ToothInner_R，定子齿外侧边倒角半径为变量ToothOuter_R，定子铁芯主要由以上变量驱动。

图6 定子结构参数