Maxwell永磁电机仿真计算精讲

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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，A_Z和A_θ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。