介绍第31~32集-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。

视频已全部上架，今天介绍第三十一集至第三十二集的主要内容：转子斜极仿真及外部模型导入。

随着软件版本的不断更新，电机斜槽/斜极的功能也更加趋于完善，课程以2022R1版本的软件来介绍转子斜槽/斜极功能。软件内置了四种转子斜槽/斜极功能，其中类型一为转子连续斜槽，适用于异步电机，设置属性如图2所示，设置参数与定子斜槽的设置参数含义相同，当转子斜槽角度与定子斜槽角度相同时，两者是等效的，如图3所示。

图1 转子斜极/斜槽

图2 转子连续斜槽

图3 空载：转子斜槽&定子斜槽

类型2~4适用于永磁同步电机，类型2为永磁转子Step斜极，其倾斜方向只有一个，其设置属性框中的Skew Angle指的是首尾永磁体所在中心线之间的角度PMShift，而并非等效的斜极角度PMShift_eq，两者之间的几何关系如图5所示。

图4 类型2-Step

图5 Step-首尾斜极角度和等效斜极角度

类型三为永磁体V型斜极，其示意图如图6所示，该类型的永磁体轴向分段数只能为奇数，且上下关于中间永磁体中心线对称，有两个斜极方向，不同于Step的只有一个斜极反向。

图6 V Shape-首尾斜极角度

对于Step类型和V Shape类型，其每段永磁体中心线所在角度由软件根据输入的参数自动计算，不可更改，并且软件默认每段永磁体的轴向长度都是均布的，也不可更改。而User Defined类型则对用户开放了这两个参数，相邻两段永磁体中心线偏移的角度和每段永磁体的轴向长度用户可以自定义输入，从而可以探索更多的斜极可能。

图7 类型四-User Defined

Maxwell 2D/3D还可支持其他外部电机模型的导入，对于2D，通常选用兼容性较好的sat格式，一般在AutoCAD中绘制，可以是全模型，也可以是周期模型，在建模有以下几点需要注意：

1、模型的中心一般位于全局坐标系的原点处，这样导入进Maxwell的模型中心也位于其全局坐标系下，便于对运动进行设置；

2、所有的几何模型为面域模型，在AutoCAD中可使用Region命令将封闭的线条生成面域，Maxwell识别的是面域而不是线条；

3、AutoCAD的建模单位一般选择mm；

图8 外部模型

来源：电机设计青年

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首次发布时间：2023-09-29