Maxwell永磁电机仿真计算精讲
本课程主要内容为在Maxwell 2D/3D环境下，以一款内置式V字型永磁同步电机为例，讲解了从磁路法到有限元法的电磁设计仿真计算过程，主要从基础仿真、同步电机内部电磁关系、Maxwell 2D永磁电机仿真计算详解、永磁体温度特性仿真计算和永磁电机参数化仿真计算五个方面来展开的，覆盖了永磁同步电机的全仿真操作过程。 定子一般采用连续斜槽的方式，如图1所示，对于分数槽绕组而言，斜槽角度一般为一个槽所占据的机械角度，图2为第一种定子处理方式，这也是软件自带的功能。图3为定子采用一个定子槽以及不斜槽时，A相空载反电势的傅里叶分解图，采取斜槽后，基波幅值和三次谐波幅值略有所下降，十一次和十三次谐波幅值则大幅下降。
图1 定子斜槽示意图
图2 定子斜槽方式一
图3 傅里叶分解
图4为第二种定子斜槽方式，在转子初始位置角基础上增加一个角度变量thet，thet范围覆盖定子斜槽角度，步长可自定义，图5为两种处理方式的A相空载反电势波形对比，它们是完全等效的。
图4 定子斜槽方式二
图5 定子斜槽方式一和二对比
边界条件之矢量磁位边界：矢量磁位边界条件主要施加在求解域或计算模型的边线上，可以定义该边线的上所有点都满足以下公式，前者适用于XY坐标系，而后者适用于 RZ 坐标系。Const为给定常数，AZ和Aθ分别为XY坐标系下Z方向上的矢量磁位和RZ坐标系下θ方向矢量磁位，当Const常数等于0时，描述的是磁力线平行于所给定的边界线，这在仿真理想磁绝缘情况时特别有用。
AZ= Const 或 rAθ= Const
边界条件之主从边界：主从边界条件是由两类边界条件配合而成，即主边界条件和从边界条件，对应于周期边界条件。该边界条件的引入简化几何模型，仅计算其中的一个极或一对极，从而减少所计算的数据量；Relation：Bs=Bm为从边界条件与主边界条件对称；Bs=-Bm为从边界条件反对称于主边界条件。
图6 主从边界条件
边界条件之对称边界：模型具有对称性，缩小计算模型区域；Odd (Flux Tangential)表示磁力线平行于边界条件，磁场的法向分量为0，仅有切向分量；Even (Flux Normal) 表示磁力线垂直于边界条件，磁场的切向分量为0，仅有法向分量；
图7 对称边界条件
