介绍第33~34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，今天介绍第三十三集至第三十四集的主要内容：外部几何模型导入及部分前处理。

上一集视频在AutoCAD中对几何模型进行了建模，并说明了几点注意事项，其中一项为使用毫米mm单位进行建模，但在有些版本的Maxwell中导入模型之后，会发现几何尺寸莫名的增大了很多倍，可能是因为单位制的原因，国外习惯以英寸in作为建模单位，这个问题可能会经常出现，如图1和图2所示，导入进Maxwell后，测量定子外径为5334mm，而AutoCAD中定子外径为210mm，增大了5534/210=25.4倍，英寸和毫米单位制之间的关系为：1in=25.4mm，那么该如何处理呢？

图1 AutoCAD中几何模型（定子外径210mm）

图2 Maxwell导入模型（定子外径5334mm）

可以使用软件的缩放功能进行缩放，选中所有对象，在图形界面窗口中单击右键-Edit-Scale，对X、Y、Z三个方向输入相应的缩放因子进行缩放即可。

图3 Edit-Scale

此外还可模型进行了部分前处理，如创建Band/Region/InnerRegion空气域、重命名、显示颜色、赋予材料、运动、边界、激励等常规操作。重点介绍了永磁体充磁方向的设置，在永磁体面上创建相应的面相对坐标系并附在其上，那么该坐标系便会随着永磁体一同旋转，也即坐标系与永磁体保持相对静止。面相对坐标系的+X方向沿着永磁体厚度方向，在永磁体的材料属性中若Magnetic Coercivity之X Component=1、Y Component=0、Z Component=0，则表示该永磁体的充磁方向沿着面相对坐标系的+X方向。

图4 面相对坐标系

图5 永磁体矫顽力方向

前处理中另一个重点是绕组的分相，算例为6极36槽，相关绕组信息如图6所示，采用双层短距绕组，槽距角为30°（电角度），节距为1~6，据此绘制出槽矢量星型图，图7左图以机械角度表示，图7右图以电角度表示，并在该图中进行分相，以A相为例，由1、13、25、2、14、26、-7、-19、-31、-8、-20、-32槽矢量构成，其中“-”表示线圈（电流）方向相反，图8为根据图7右图所绘制的A相绕组电气连接图，依此确定Maxwell中每个线圈所属的相及方向。