ANSOFT永磁同步电动机设计
ANSOFT软件在电机设计中的具体应用
k变大
随着永磁体磁化高度增加，直 线电机推力迅速上升，达到一 定数值后，电机推力变化趋向 饱和，也就是说，在其它条件 不变的情况下，永磁体磁化高 度尺寸太大，不但推力增加缓 慢，而且由于电机体积和重量 增大，反而导致推力密度降低 。在永磁体磁化高度一定情况 下，槽深增加则推力减小。
2.电磁推力__结构参数对推力影响
1.脉动问题__齿槽力
槽宽影响
随着槽宽的变小，齿槽 力波动在一定程度上得 到了抑制。由于过小的 槽宽，制约了线圈的排 布和励磁磁势。
1.脉动问题__齿槽力
h0—槽口高
闭口槽
齿槽力波动与闭口 槽口高成反比。
1.脉动问题__齿槽力
4 斜槽或斜极
有效减小推力波动。
斜槽
减少电磁推力。
斜极
电磁推力是否减少？ 否
问题
气隙的变大，会导致PMLSM电磁推力的减小 。
1.脉动问题__齿槽力
气隙长度
气隙的增大能部分的 减小齿槽力的波动。 但是，气隙的增大， 需要增大励磁。
1.脉动问题__端部效应
端部铁心断开
产生纵向端部效应
纵向端部效应是端部磁场畸变和结构断开对直线 电机性能和设计带来的一系列变化的总称. 1定位力(detent force)造成的推力波动 2磁场分布变 3奇数磁极 3三相电感不相等
（三）永磁体材料选择 磁性能-高矫顽力和剩磁感应.
6.电机设计
（四）基本尺寸确定
6.电机设计
（五）定子冲片设计 1定子冲片：可参照异步电机设计再做调整。 2绕组设计: 绕组形式，每槽导体数，线径，槽
满率，核算电密，电负荷等。 （六）转子冲片和永磁体设计 在基本尺寸，结构形式和永磁体材料性能确定 以后，转子冲片的设计就是合理利用有效空间 安置鼠笼条（需要自启动），永磁体及磁路结 构的问题。
ANSOFT软件在电机设计中的应用教程
建模过程中注意事项
物体必须封闭。 物体之间可以完全包含，不可以交叉。 物体边的分段数不可太低。 尽量避免过尖锐的物体，必要时要做钝化处理。 应用布尔运算后，原物体并不被删除，而是被指定为Non_model，物体处于隐藏状态。
建模基本操作
选择Model/Drawing Plane命令，设置模型的绘制 平面。选项中包括XY Plane和RZ Plane.
暂态场激励源为电流源，电压源以及外接电路。
4设定边界条件及激励源
电流源设置
4设定边界条件及激励源
电压源设置
4设定边界条件及激励源
外电路中设置激励源
4设定边界条件及激励源
两相导通的三相无刷直流电机
Ia Im Ix Im
I
b
Im
Iy Im
I
c
0
Iz 0
三相星接正弦永磁同步电机
Ia Im Ix Im
选择Model/Drawing Size重新定义模型区域的大 小。
选择Model/Drawing Units来定义模型所用的单位。 创建模型。建议通过画直线和圆弧来完成场域边
界的建立。 需要的时候，利用Edit,Reshape和Arrange菜单命
令修改你所建立的模型。
绕组注意事项
连接要正确。 尽量用不同颜色标明。 同相分组。
3设定模型材料属性（Setup Materials）
选中物体，从材料库中选择所需材料，点击“Assign”。 添加新材料 材料的属性也可以用函数来赋值。
排除物体 有些情况下，可能让一些物体不参加计算，这时，就可以利用排 除该物体来实现该目的。一种典型的情况是，对于一个闭合的场 域问题（如由第一类边界包围的一个电场区域）背景可以不参加 计算，这时就可以利用排除背景来实现。具体做法为：选择要排 除的物体，点击Exclude。可Include来恢复物体。
Ansoft软件Maxwell2D中表贴式永磁同步电机激磁方向的快速设置
Ansoft软件Maxwell2D中表贴式永磁同步电机激磁⽅向的快速设置Ansoft软件Maxwell2D中表贴式永磁同步电机激磁⽅向的快速设置作者：tobeno321引⾔:Maxwell作为⼀款电磁仿真软件，给电机设计师们带来了极⼤的便利，但不少新⼿掌握起来还存在⼀些问题，本⼈针对这些问题，相应的做出了⼀些教程，仅供⼤家学习使⽤。
本期我们讲解表贴式永磁同步电机激磁⽅向的便捷设置。
RM模块能够根据⽤户输⼊电机的参数，⾃动⽣成电机的结构，永磁体的形状以及能够满⾜电机仿真的其他必要条件，但由于软件的局限性，往往不能完全满⾜⽤户的需求，这时候⽤户会选择⾃⼰导⼊电机结构来满⾜⾃⼰的需求，在这个过程中，会遇到各种问题，这⾥我们针对设置永磁体激磁⽅向问题来进⾏讨论。
⼀．内置式（插⼊式）永磁电机永磁体激磁⽅向设置此类永磁体形状（如图1所⽰）为规则的正⽅体结构，激磁⽅向设置⽅法相对简单，操作起来很快。
图1操作步骤：1.建⽴相对坐标系。
⾸先，为了避免混淆，删除RM⽣成的所有相对坐标系。
如图2所⽰，点击，开始建⽴相对坐标系。
选择永磁体的⼀⾓为相对坐标系坐标原点（点1），选择永磁体实际激磁⽅向上的另外⼀点为系的终点（点2）。
这样就建⽴起该块永磁体的激磁⽅向的相对坐标系。
图22．按照同样的⽅法设置其他⼏块永磁体激磁⽅向的相对坐标系，这⾥要注意，两块相邻的永磁体激磁⽅向要相反。
3.全部建完后，需要对永磁体的激磁⽅向进⾏选择。
选中永磁体，打开属性对话框，在选择相对坐标系，具体如图3所⽰，各个永磁体按设置顺序选择12345五个相对坐标系。
图3⼆．表贴式永磁电机永磁体激磁⽅向设置（平⾏充磁）与内置式（插⼊式）永磁电机永磁体形状不同，表贴式永磁电机的永磁体的形状为弧形，不能够采⽤那种直接在永磁体上建⽴坐标系的⽅法，需要做出辅助线来帮助建⽴。
这⾥以⼀台40极48槽电机为例进⾏说明。
这⾥展⽰该电机的1/8模型（如图4）。
图4具体步骤如下：1.以原点为定点，沿着X轴取任意长度，画⼀条直线，依此直线进⾏下⼀步操作。
Ansoft软件在电动汽车驱动电机设计中的应用_燕云
文章编号：1002－2333（2013）09－0144－03
Application of Ansoft Software in Driving Motor Design of Electric Vehicle YAN Yun1， WEN You－dong2
（1.Beijing Aerospace Huixin Technology Co., Ltd., Changzhi Branch, Changzhi 046000, China; 2.Beijing Automotive Technology Center, Beijing 101300, China）
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
时间 ／ｍｓ
图 9 额定工况下定子电流波形
电压 ／V
100.00 75.00 50.00 25.00
0 -25.00 -50.00 -75.00 -100.00
0
Curve Info Induced Votage（Phase A） Induced Votage（Phase B） Induced Votage（Phase C）
摘 要：电动汽车驱动电机的设计是一个极其复杂耗时的过程。利用 Ansoft 仿真软件以场路结合的方法对某款电动汽
车驱动电机进行设计开发。结果表明，利用 Ansoft 软件便于分析和修正参数，从而可快速完成系统设计。
关键词：Ansoft 软件；电动汽车；驱动电机；应用
中图分类号：TM313
文献标识码：A
路径分布图
分布云图
机械工程师 2013 年第 9 期 145
制造业信息化
MANUFACTURING INFORMATIZATION 仿真 / 建模 / CAD/ CAM/ CAE/ CAPP
运用Ansoft14分析永磁同步电机的电磁特性
Topic – Motor Application Note
创建 2D 模型 (续)
选中物体 PhaseA, PhaseB 及 PhaseC， 右键单击并选中菜单栏 Edit > Duplicate > Around Axis 或使用工具栏图标 。在Angle栏中输入 45 ，单位为degrees ， 在 total number栏中输入8。这就生成了我们所需的所有绕组。
1. Maxwell 选项窗口： 1. 左键单击 General Options 对话框 Use Wizards for data entry when creating new boundaries: Checked Duplicate boundaries with geometry: Checked 2. 左键单击 OK 键
Topic – Motor Application Note
减小 2D 模型的尺寸 (续)
选择 Polyline1， 右键单击并选中菜单栏 Edit > Sweep > Around Axis. 参数按下面所列出的输入:
重命名区域 Polyline1 为Region。确认我们所选用的材料为真空。同时，你可以通 过增加区域的透明度来改变其渲染效果。
将材料的属性由 vacuum 更改为 Copper。 选中 LapCoil1并将其颜色改为 yellow。
Ansoft Maxwell Field Simulator
Topic – Motor Application Note
创建 2D模型 (续)
选中物体 LapCoil1, 并将其沿Z轴方向旋转 7.5 度, 右键单击选中菜单项 Edit > Arrange > Rotate 或使用工具栏图标 。
Ansoft软件在永磁同步电机中的运用
：
Ｄ
Ｅ
（ 了＋ ）。
（ １ ）
｛ 日＝ Ｈ 【 ． ， ： Ｅ
（ ６ ）
式 中， ８一介 质 的 介 电 常 数 ， Ｆ ／ ｍ； 一介 质 的
１ 电磁 场 有 限元 分 析 的基 本 理 论
曲面 Ｓ所 围成 的体 积 区域 ， ｍ 。 通 过 这 四个 基 本 方
程， 可 以推 导 出 用 于 电磁 场 有 限元 分 析 的微 分 方 程如下 ：
ｆ × 曹： 了＋
电磁 场 分 析 的 理韦 方 程 组 可 以表 示 为 两 种 形 式 ： 一 种 是 积 分形式 ， 另 一 种 是 微 分 形 式 。前 者 对 应 的求 解 方 式为积分 方 程法 ， 后 者 对应 的则是 微 分 方程 法。
进行 分析 。
关 键词 ： 永磁 同步 电机 ； Ａ ｎ ｓ ｏ ｌ ｆ Ｒ Ｍ ｘ ｐ ￣ ； 磁路； 参数 ； 气隙
中图分类号 ： Ｔ Ｐ ２ ７ ３ 文献标识码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ６ ７ ４ － ３ ４ ４ Ｘ（ ２ ０ １ ５ ） ０ ２ － ０ ０ ３ ６ － ０ ３
黄 斌
（ 昆明船 舶 设备 研 究 试验 中心 ， 昆明 ６ ５ ０ ０ １ ０ ）
摘 要： Ａ ｎ ｓ ｏ ｌ软件 能 够 对 电机 工作 状 况进 行 模 拟 ， ｆ 解 决 了电机 模 型 分 析 困难 的 问题 。本 文作 者 借 助 Ａ ｎ ｓ ｏ ｌ ｆ
Ｒ Ｍｘ ｐ ￣建立电机模型 ， 然后 分别直接导入 至 Ａ ｎ ｓ ｏ ￣１ ６的 Ｍａ ｘ ｗ ｅ ｌ ｌ ２ Ｄ模 块进行后 续的有 限元 计算仿 真 ， 并对 结果
最新Ansoft永磁同步电机设计报告
目录第1章引言…………第2章RMxprt在永磁同步电机中的电机性能分析…………2.1 Stator项设置过程…………2.2 Rotor项设置过程…………2.3 Line Start-Permanent Magnet Synchronous Machine的电机仿真…………2.4 计算和结果的查看…………第3章静态磁场分析…………3.1 电机模型和网格剖分图…………3.2 磁力线分布图……………………3.3 磁密曲线3.3.1 气隙磁密分布…………3.3.2 定子齿、轭部磁密大小…………3.3.3 转子齿磁密大小…………第4章瞬态场分析…………4.1 额定稳态运行性能…………4.1.1 电流与转矩大小…………4.1.2 各部分磁密…………4.2 额定负载启动…………4.2.1 转矩-时间曲线…………4.2.2 电流-时间曲线…………4.2.3 转速-时间曲线…………4.2.4 转矩-转速曲线…………第1章引言Ansoft Maxwell作为世界著名的商用低频电磁场有限元软件之一，在各个工程电磁场领域都得到了广泛的应用。
它基于麦克斯韦微分方程，采用有限元离散形式，将工程中的电磁场计算转变为庞大的矩阵求解。
该软件包括二维求解器、三维求解器和RMxprt旋转电动机分析专家系统这3个主要模块，不仅可以进行静磁场、静电场、交直流传导电场、瞬态电场、涡流场、瞬态磁场等不同的基本电磁场的特性分析，还可以通过RMxprt电动机模块仿真多种电动机模型，为实际电动机设计提供帮助。
利用Ansoft软件进行仿真可以帮助我们了解电动机的结构特性。
本文是一台4极、36槽绕组永磁同步电动机，利用RMxprt模块进行电机的建模、仿真以及导入到Maxwell2D的有限元模块的方法，然后再对Maxwell2D 中的永磁体模型进行修正，最后对该电机在静态磁场和瞬态磁场的情况下进行分析。
第2章RMxprt在永磁同步电机中的电机性能分析设计一台电机时，必须确定许多尺寸，但其中起主要与决定作用的是电机的主要尺寸。
基于Ansoft软件设计分析内置式永磁同步电动机
电机 。
关 键 词 ：永 磁 电 机 ；电磁 设 计 ；磁 路计 算 ；有 限 元 分 析 中 图 分 类 号 ：Ｔ ３ １ Ｍ ４ Ｍ ５ ；Ｔ ３ １ 文献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１０ —８ ８ ２ １ ）２０ ７ —４ ０ １６ ４ （０ ０ —０００ １
Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｎ ｅ ｉ ｒ Ｐｅ ｍ ａ ｅ ｔ Ｍ ａ ｎ ｔ Ｓ ｎ ｈ ｏ ｏ ｓ Ｍ ｏ ｏ ｓ ｄ Ｏ ｌＡｕ ｏ ｔＳ ｆｗａ ｅ ｓｇ ｆ Ｉ ｔ ｒ ｏ ｒ ｎ ｎ ｇ ｅ ｙ ｃ ｒ ｎ ｕ ｔ ｒ Ｂａ ｅ ｉ ｓ ｆ ｏ ｔ ｒ
Ｋ ｅ ｒ ｓ：ｐ ｒ ｎ ｎ ａ ｎ ｔｍｏｏ ；ｅｅ ｔｏ ｇ ｅｉ ｅ ｉ ｎ；ｍａ ｎ ｔ ｉｃ ｉ ｃ ｌｕ ａｉｎｓ ｉ ｉ ｌｍｅ ｔ ｙ ｗｏ ｄ ｅ ｍａ ｅ ｔｍ ｇ ｅ ｔ ｒ ｌ ｃｒ ｍａ ｎ ｔｃ ｄ ｓｇ ｇ ｅｉ ｃｒ ｕｔ ａｃ ｌｔｏ ；ｆｎｔ ｅ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ａｙ ｉ ｎ ｌｓｓ ．
出永磁 同步 电动 机 的参 数 ，并 系 统地 分 析 了这些 参
数对 电机性能 的影 响。
定 子槽 数
３ 永 磁 体 之 问 的 尺 寸 Ｒｂｍｍ ０ ｉ／ ６ ２ １５ ４
定 子铁 ４ｂ ｒ １６ Ｃ＇ ａ ￣ 径／ ｍ ７ 隔 磁 磁 桥 宽 度／ ｍ ｍ 定 子铁 心 内径／ ｌ８ ｍｍ 定 子 铁 心 长 度／ ｍ ｌ ｍ
０ 引 言
永 磁 同步 电动机 中 的永 磁体 形 状 多 种 多样 ，给 电机设计 中的气 隙 系 数 、空 载漏 磁 系数 、极弧 系 数
表 １ ６ｋ 内置 式 永 磁 同 步 电机 参 数 Ｗ 额 定 功 率／ Ｗ ｋ ６ 转 子 内径 ／ ｍ ｍ ４ ０
基于ansoft的12槽8极三相永磁同步电动机
基于ansoft的12/8极三相永磁同步电动机仿真分析（SPM）一、建模1、三相永磁同步电动机参数（1）定子选择菜单Draw->User Defined Primitive->SysLib->Rmxprt->SlotCore。
参数设置如下：（2）绕组选择菜单Draw->User Defined Primitive->SysLib->Rmxprt->SlotCore。
参数设置如下：（3）转子选择菜单Draw->User Defined Primitive->SysLib->Rmxprt->SlotCore。
参数设置如下：2、添加给定的硅钢材料定转子材料设置如下：材料名称为M19_29G。
选中Rotor和Stator，右击鼠标选择Assign Material。
改变RelativePermeability从“Simple”变为“Nonlinear”， 点击BH curve，添加数据如下：3、设置永磁体磁化方向永磁体磁化方向参考坐标系：在绘图区按下F改为选择Face。
选择永磁体，选择Create Face CS 图标，注意将R轴方向设置成与磁化方向一致，这样可以将不同磁化方向的永磁体选用相同的材料，即在材料属性中的-RComponet 均为1（否则需设置两种材料，这两种材料的区别仅在于-R Componet一个为1一个为-1）。
4、设置主从边界条件和励磁Ansoft中的Master/Slave边界是针对周期对称的，Master是主边界，Slave 是从边界，即从边界的场量等于（或者负等于）主边界，即可表达出沿圆边周而复始地重复变化的状况来。
注意：等于是指场量的幅值相等，方向相同；负等于是指场量的幅值相等，方向正好相反。
当你的求解区域为一个周期时则采用Slave=Master，若取半个周期，那就是Slave=-Master。
动态分析时的励磁：1、选中PhaseA1, PhaseA2, PhaseB1, PhaseB2, PhaseC1 and PhaseC2六项，右击鼠标选择Assign Excitation > Coil励磁，并逐个设置电流方向。
Ansoft_Maxwell
江苏大学电气信息工程学院三相永磁同步电动机仿真分析课题题目：基于ansoft的12/10极三相永磁同步电动机仿真分析（IPM）班级：电气0904姓名：邢志兵学号：3090501099一、建模：1.三相永磁同步电机参数：（1）定子：Draw > User Defined Primitive > Syslib > Rmxprt > SlotCore（2）转子：Draw > User Defined Primitive > Syslib > Rmxprt > IPMCore（3）永磁体：由转子参数修改而来（4）线圈Draw > User Defined Primitive > Syslib > Rmxprt > LapCoil2.添加硅钢材料选中Rotor和stator>vacuum>add material>(simple->nonlinear)>BHcuver>import datalest3.永磁体磁化方向设置（1）、定转子（2）、永磁体（3）、线圈boundary>master/slave/Vector Potential静态场分析：：静态场（无线圈）：right mouse click on Analysis and select Add Solution Setup:A 分布图B 分布图H分布图网格剖分图二。
动态分析：空载Band设置Step up设置Motion setupTorquer磁链反电动势动态特性输入转矩模拟磁链反电动势齿槽转矩定位转矩Moving tposition。
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ANSOFT永磁同步电动机设计
ANSOFT是一款电磁场仿真软件，可以用于永磁同步电动机的设计与
分析。
在设计永磁同步电动机时，我们需要考虑到多个因素，如电磁场分布、转矩特性、效率等。
ANSOFT能够帮助我们进行这些方面的研究和分析。
首先，对于永磁同步电动机的设计，我们需要确定合适的电磁场分布。
通过ANSOFT，我们可以对电磁场进行三维仿真，从而了解不同设计参数
对电磁场的影响。
这包括定子和转子磁场的分布，磁场强度的大小以及磁
通密度的均匀性等。
通过优化这些参数，可以提高电机的性能和效率。
其次，对于永磁同步电动机的设计，我们还需要考虑到其转矩特性。
ANSOFT可以通过有限元分析来计算电机的转矩输出，并针对不同转子和
定子参数进行优化研究。
我们可以通过调整磁铁的位置、形状和强度来改
变电机的转矩特性，以满足不同的应用需求。
此外，ANSOFT还可以用于永磁同步电动机的热分析，通过计算电机
的温度分布，我们可以评估热管理系统的设计是否合理。
通过优化冷却系
统和散热材料的选择，可以提高电机的可靠性和使用寿命。
最后，通过ANSOFT还可以进行永磁同步电动机的效率分析。
我们可
以计算电机在不同负载条件下的效率，并进行优化。
通过调整电机的设计
参数和工作点，可以提高电机的效率，减小能量损耗，提高系统的整体能效。
综上所述，ANSOFT可以提供一种强大的工具来设计和分析永磁同步
电动机。
通过电磁场仿真、转矩特性分析、热分析和效率分析，我们可以
优化电机的设计，提高其性能和效率，满足不同的应用需求。