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。

• 第二十六集

       第三空气槽参数化建模：其基本形状与第二空气槽相同，为四边形，左右两条边平行，平行距离也即空气槽的高度为变量AirSlot3_W，且平行于Q轴所在的参考线，上部的两个顶点位于空气槽的限制圆上，底部的边平行于第二磁钢槽的侧边，且平行距离为变量Rib2，第三空气槽的位置和尺寸由第二磁钢槽M点坐标、第二磁钢槽侧边与垂直方向夹角α、第三空气槽与第二磁钢槽距离Rib2、第三空气槽高度AirSlot3_W、限制圆直径ODLamination决定。

图1 第三空气槽

图2 尺寸参数1

图3 尺寸参数2

• 第二十七集

       转子组件全周期模型生成：除电机极数不可参数化外，第一空气槽、第二空气槽、第三空气槽、第一磁钢槽及第一永磁体、第二磁钢槽及第二永磁体模型的位置参数、尺寸参数均可参数化，便于后续对关键变量进行优化分析和设计，从而达到提升电磁性能、降低成本的目的。

图4 转子组件全模型

      图5为8p48s永磁（磁阻）同步电机的全电磁模型，如果只在横向的两个磁钢槽内放置永磁体，则构成串联式永磁体转子结构，在一个磁回路中，由一对磁极永磁体相串联提供磁动势，由一个磁极磁提供气隙磁通。如果两个磁钢槽内都不放置永磁体，则为磁阻同步电机。

图5 8p48s永磁（磁阻）同步电机-全电磁模型

       图6为在全模型基础上生成的八分之一周期模型，可减少计算量，缩短求求解时间，在此详细介绍软件的Split功能。

图6 8p48s永磁（磁阻）同步电机-1/8周期模型