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电机产品设计:外转子和盘式电机设计仿真技术应用解决方案

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11月前浏览4641


导读:众所周知,电机主要由转子、定子以及其他零部件组成。目前,使用较多的无刷直流电机中,电机的定子在外,转子在内。为满足某些电子机械的技术要求,会在结构设计中将定子电枢放置在内,而将转子放置在外,这就是外转子结构。内转子常被应用至电机、发电机、燃气轮机以及压缩机等动力机械,而外转子则通常被安装在叶轮里,承担散热冷却的作用。

因此,内转子的优点包括扇叶轻便、电机易生产以及组装、成本较低等,但存在电机升温快、功耗大、电压不稳定容易损坏电机,寿命短等问题。而外转子的优点在于可以制作成全封闭结构,启动后便可以迅速运转,功耗低、转速高、高效,使用寿命长,但是密封性差,转子惯性大,噪音大,在动平衡方面要求高。
11月7日20时,笔者受邀在仿真秀主办的《2023电机设计仿真技术交流月——探索电机电磁结构流体多场耦合仿真解决方案第四期做《外转子/盘式电机设计与仿真技术应用》技术报告。欢迎电机设计学习者和应用者莅临直播间与我交流。
一、外转子电机设计仿真应用案例实操
1、本次设计的外转子电机性能参数要求如下:
2、根据电机性能要求提取出电机的工作点,在额定转速以下为恒扭矩工作模式,超过额定转速后转入恒功率工作模式。
3、选择Rmxper,使用如下图所示的通用电机类型,将电机结构设置为轴向磁通电机Axial Flux Rotor。
4、对于新版本,可以直接在电机类型中选择轴向磁通永磁电机,如下图所示。
5、按下图中的参数设置电机的定子参数
6、定子槽形选择斜肩平底梨形槽,按下图中的参数设置电机的槽形参数。
7、按下图参数设置定子绕组参数。此参数为临时参数,后续需要调整和校核。

8、按下图参数设置转子参数。
9、按下图设置求解器参数。

10、求解结束后导出3D模型。

11、将模型树中无效模型删除。
12、模型整体沿Z方向向上移动2.75mm,对模型整体进行剪切。

13、选中磁钢底面所在边界面,为其赋予对称边界条件

14、将轴对称因子改为2.
15、将绕组参数设置为如图所示变量名,方便后续修改尺寸及做参数化仿真。

16、类似的,将磁钢、定子、电流终端面按图设置对应参数。

17、利用菜单栏中的Draw-User Defined Primitive-Rmxpert-band,重新绘制band,其参数如图所示。按删除的band中motion setup的参数重新设置其转速及电流超前角。

18.将模型中原有的几个区域删除,重新创建InnerRegion和OuterRegion,对应的参数如下图所示。
19、为转速、匝数、电流设置相应的参数,如下图所示。

20、利用供应商提供的粉末冶金软磁材料性能参数,在软件中自定义该材料,如下图所示。

21、不同材料仿真结果对比。

二、  盘式电机设计仿真应用  

以下是笔者《外转子/盘式电机设计与仿真技术应用》技术报告讲义部分图片,欢迎大家参加笔者直播。

三、我的直播公开课  
11月7日20时,  笔者受邀在仿真秀主办的         2023电机设计仿真技术交流月                第四期做《外转子/盘式电机设计与仿真技术应用》技术报告。    
我将介绍外转子、盘式电机特点、常见形式和应用场景,以及设计方法和注意事项,还有外转子、盘式电机衍生设计具体应用。用户可以学到两种电机应用选型,最近技术趋势,设计仿真注意事项等,直播期间还可以与我交流电机设计仿真过程中相关技术问题。    

以下是讲座的具体安排:      

2023电机设计仿真(四):外转子/盘式电机设计与仿真技术应用-仿真秀直播

扫码观看和回放

(完)


来源:仿真秀App
Flux通用冶金电子电机材料
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:2023-11-17
最近编辑:11月前
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