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永磁无刷电机电磁多物理场联合仿真技术应用(10月29日)

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导读:众所周知,电机设计仿真是电机设计和优化的重要工具。通过建立数学模型、选择合适的仿真软件、设定仿真参数、进行仿真计算和分析仿真结果等步骤,设计师可以评估电机的性能、效率和可靠性,找出设计中存在的问题和不足,提出改进措施。10月29日20时,仿真秀2023电机设计仿真学习月第二期讲座,笔者受邀做磁无刷电机电磁及多物理场联合仿真技术应用讲座,情见后文。
以下是笔者关于转子结构强度仿真的总结,希望对学习者有所帮助。
一、转子结构强度仿真
1、转子模型(厚度 0.5mm),如图 1 所示。

图 1 转子冲片模型 

2、用三维软件(Solidworks 或 UG 或 Pro/E)绘制转子模型,因为转子未为对称结构,故只分析 1/8 模型即可,如图 2 所示,另存为 x_t 格式或者 stp 格式。

图 2 转子 1/8 模型 

3、打开 Workbench,如图 3 所示

图 3 workbench 

软件界面4、在 Toolbox 中找到 Analysis Systems,再找到 Static Structural 模块,将该模块拖拽到右边空白中或者鼠标双击,如图 4 所示。

图 4 结构静力学模块
5、图 3 模块各列分别表示:

6、该例子转子材料和磁钢材料都为结构钢,因为冲片和磁钢材料密度和结构钢相差不大。 右键 Geometry—Import Geometry—Browse 选择保存为 x_t 格式的文件,导入几何模型,右 键 Geometry—Edit Geometry in Design Modeler,点击 Generate,出现转子几何模型,如图 5 所 示。

图 5 导入几何模型,打开几何界面,生成几何模型 

7、右键 Model—Edit,进入 Mechanical,如图 6 所示

图 6 Mechanical 

界面8、选中 rotor 后,检查材料 Material—Assignment 是否都为 structural steel(结构钢),如图 7 所示。

(a)转子冲片材料赋予(b)磁钢材料赋予 

图 7 赋予转子材料 

9、设置磁钢和冲片接触,磁钢的外表面和转子为绑定接触,如图 8 所示。

图 8 接触设置 

10、网格剖分,选中 mesh—Insert—method(选择六面体网格),Insert—sizing(设置为 1mm),点击网格生成,如图 9 所示。 

 图 9 网格剖分 

11、给转子一个转速,选择绕着分量旋转,选中 Static Structural—Insert—Rotational Acceleration,这里设置 10000rpm,在 Z component 为 10000rpm,如图 10 所示。 

(a)添加旋转速度  (b)设置分量 

(c)添加转速 (d)查看旋转方向 

图 10 给转子转速 

12、1/8 转子模型需设置无摩擦支撑,选中转子的两个侧面,再设置转子圆柱支撑,选中 Static Structural—Insert—Cylindrical Support,选择转子内表面,如图 11 所示。

 

(a)设置无摩擦支撑                 (b)设置转子圆柱支撑

(c)查看 

图 11 转子支撑 

13、点击求解,点击 solution—insert—Deformation—Total(形变量),如图 12 所示。 

图 12 添加形变量 

14、点击 solution—insert—Strain—Equivalent(应力),如图 13 所示。 

图 13 添加形变量 

15、查看结果,最大形变量为 0.0077mm,最大应力 271.4MPa,如图 14 所示。 

 
          (a)应变                                     (b)应力 

图 14 结果查看 

上述步骤的第九步磁钢和转子冲片设置为绑定接触,现设置为摩擦接触。
16、设置摩擦接触,设置摩擦系数为 0.1~0.3 之间,这里设置为 0.2,如图 15 所示 

 图 15 设置摩擦接触 

17、查看结果,最大形变量为 0.0054mm,最大应力 137.1MPa,如图 16 所示。 

 
              (a)应变                                             (b)应力 

图 16 结果查看 

二、永磁无刷电机电磁多场耦合仿真公开课

为了帮助电机设计仿真工程师更好的理解并永磁无刷电机电磁及多物理场联合仿真技术应用。10月29日20时,仿真秀2023电机设计仿真学习月第二期讲座,我们将邀请仿真秀专栏作者,主攻方向为永磁电机电磁结构设计和振动噪声分析,现任某央企永磁电机设计工程师,拥有多年工作经验wind永磁电机仿真老师带来磁无刷电机电磁及多物理场联合仿真技术应用技术分享。以下是直播安排

2023电机设计仿真(二):永磁无刷电机电磁及多物理场联合仿真技术应用-仿真秀直播

扫码观看直播与回放


(完)

来源:仿真秀App
Design ModelerMechanicalWorkbenchSystemDeform静力学振动电机材料
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2023-10-30
最近编辑:1年前
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