《电磁场分析软件》实验指导书六(RMxprt三相感应电机性能分析)
maxwell软件-三相感应电机

8三相感应电动机本章我们将简化RMxprt一些基本操作的介绍,以便介绍一些更高级的使用。
有关RMxprt基本操作的详细介绍请参考第一部分的章节。
8.1基本理论三相感应电机的定子绕组通常连接到对称的三相电源上。
定子绕组由p对极组成,在空间成正弦分布,定子电流产生旋转磁场。
转子绕组一般为鼠笼型,其极数与定子绕组保持一致。
转子导条中感应的电流反过来又产生一个旋转磁场,这两个旋转磁场在电机气隙中相互作用产生合成磁场。
气隙合成磁场与转子导条电流相互作用产生电磁转矩,使转子按磁场旋转的方向旋转,同时有一个大小相同方向相反的转矩反作用于定子上。
定子绕组分为p组线圈,每一组都按三相对称分布,在电机中占据n D/2P空间,此处D为气隙直径。
因而气隙磁场有p个周期,定子绕组具有p对极。
三相感应电动机的特性是基于等效电路进行分析的。
电机三相对称,其中一相的等效电路如图8.1所示。
图8.1中,R 1和R2分别为定子电阻和转子电阻;X1为定子漏电抗包括槽漏抗、端部漏抗和谐波漏抗;X2为转子漏电抗,包括槽漏抗、端部漏抗、谐波漏抗和斜槽漏抗。
由于漏磁场有饱和现象,X1和X2为非线性参数。
等效电路中的各项参数均与定子电流、转子电流有关。
由于集肤效应R2和X2均为由图8.2所示的分布参数等效电路导出的等效值,且随转子滑差s变化。
所有转子参数都折算到定子侧。
在激磁回路中,X m为激磁电抗,R Fe为铁心损耗所对应的电阻。
X m是经过线性化处理的非线性参数,其数值随主磁场的饱和程度而变化。
外施相电压U1时,可方便地由电路分析得出定子电流11和折算到定子侧的转子电流12。
电磁功率P m可由下式确定:=3I2R2s电磁转矩T m为T PT = mm①式中⑴为同步转速,单位:rad/s(8.1)(8.2)图8.1一相的等效电路图8.2 一相的分布参数等效电路轴端输出机械转矩为T2= T m - TW式中f 为风阻和摩擦转矩 输出功率为 P = T ①222式中巴=3(1-s )为转子转速,单位:rad/s 输入功率为P1= P2 +P加 +PCu2+PFe+九 +P(8.5)式中,尸彳风摩损耗,尸cu2为转子铜损耗,P Fe 为铁心损耗,P Cu1为定子铜损耗,P s 为杂散损耗。
(完整word版)maxwell软件- 永磁直流电机

16 永磁直流电动机在用户已经掌握RMxprt 的基本使用的基础上,我们将一些过程简化,以便介绍一些更高级的使用。
有关RMxprt 的详细介绍请参考第一部分的章节。
16.1 基本原理对于永磁直流电动机,定子上安装了P 对永磁体磁极,N 、S 极交错排列,产生固定的定子磁场。
转子上装有分布绕组,与换向片相连,换向片随着转子一同旋转。
电刷组件与换向片始终保持接触,直流电经电刷和换向片流入旋转的电枢绕组时,电枢电流和定子磁场相互作用产生转矩。
由于换向器的机械整流作用,电枢绕组产生的转子磁场始终与定子磁场垂直。
永磁直流电动机的电压方程为:E I R U U 1b ++=(16.1)式中U b 为电刷压降,R 1电枢绕组电阻反电势方程为ωe K E =(16.2)式中K e 为反电势系数,单位是Vs/rad ,ω是转子角速度,单位是rad/s 。
当ω为常值时,电枢电流按下式确定:1e b R K U U I ω--=(16.3)由于换向器的机械整流的作用,由电枢电流产生的转子磁场始终与定子磁场垂直。
因此,在定子磁场和转子磁场的相互作用下产生了电磁转矩:I K T t m =(16.4)式中K t 是转矩系数,单位是Nm/A , 数值上与K e 相等。
输出转矩为:fwm 2T T T -= (16.5)式中的T fw 为风摩转矩。
输出机械功率为:ω22T P =(16.6)输入电功率为:Feb Cua fw 21P P P P P P ++++= (16.7)式中的P fw 、P Cua 、P b 、P Fe 分别表示风摩损耗、电枢铜损耗、电刷压降损耗和铁心损耗。
电机效率为:%100P P 12⨯=η(16.8)16.2 主要特点16.2.1支持单叠绕组和复叠绕组设计RMxprt 支持叠绕组设计,并能通过下式自动计算并联支路对数。
mp a =(16.9)式中的p 为极对数,m 为复倍系数。
16.2.2支持单波绕组和复波绕组设计RMxprt 支持波绕组设计,并能通过下式自动计算并联支路对数。
基于旋转电机专家模块RMxprt的电机学课程教学探讨

基于旋转电机专家模块RMxprt的电机学课程教学探讨夏永洪;陈瑛;肖倩华;杨莉【摘要】为了更好地讲授电机学课程,利用计算机辅助软件是教师进行教学的一种常用而又行之有效的教学手段。
针对Ansoft软件的旋转电机专家模块RMxprt 在电机学课程中的辅助教学进行探讨,阐述了RMxprt模块的建模方法,以同步电机为例,直观地展示了电机结构、绕组排列、气隙磁密、磁场分布、电动势波形以及绕组电流波形,为学生更好地学习和掌握同步电机起到了良好的辅助教学作用。
%In order to teach the course of electric machinery better, using the computer aided software is a kind of common and effective teaching methods. The rotating machine experts RMxprt of Ansoft software is applied for the aided teaching of the electric machinery course, and the modeling method is described. For the synchronous machine, the machine structure, winding layout, air gap lfux density, magnetic ifeld distribution, EMF waveform and armature winding current waveform are displayed clearly, which play a good auxiliary teaching role to learn and master the synchronous machine better for the students.【期刊名称】《中国现代教育装备》【年(卷),期】2016(000)011【总页数】3页(P45-47)【关键词】电机学;RMxprt;教学探讨【作者】夏永洪;陈瑛;肖倩华;杨莉【作者单位】南昌大学信息工程学院江西南昌 330031;南昌大学信息工程学院江西南昌 330031;南昌大学信息工程学院江西南昌 330031;南昌大学信息工程学院江西南昌 330031【正文语种】中文电机学课程是电气工程及其自动化专业的一门重要课程,同时也是大多数学生认为难度较大的一门课程。
RMxprt软件在电机设计中的应用资料

电磁与电子技术研究所
Institute of Electromagnetic and Electronic Technology
三静态场分析
静态场:磁场不随时间变化。 包括:1稳恒电流产生的磁场 2外加静磁场产生的磁场 3匀速移动的导体产生的磁场 4永磁体产生的磁场 分析什么? 磁场力,转矩,磁力线分布
电磁与电子技术研究所
Institute of Electromagnetic and Electronic Technology
RMxprt界面
电磁与电子技术研究所
Institute of Electromagnetic and Electronic Technology
RMxprt设置参数的基本操作
电磁与电子技术研究所
Institute of Electromagnetic and Electronic Technology
二.ANSOFT软件介绍-Maxwell 2d 基本步骤
1建立模型 2指定材料 属性 3建立边界条 件和激励源 5后处理 4设定求解 参数
电磁与电子技术研究所
Institute of Electromagnetic and Electronic Technology
电磁与电子技术研究所
Institute of Electromagnetic and Electronic Technology
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. 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。 保存所建立的模型,退出模型绘制面板。
RMxprt在三相异步电动机中的2D电磁场分析

RMxprt在三相异步电动机中的2D电磁场分析杨凯辰;杨文焕;王峰;季莉莉【摘要】RMxprt是基于电机等效电路和磁路的设计理念来计算、仿真各种电机模型,具有建立模型简单快捷、参数调整方便等优点,同时具备一定的设计精度和可靠性.针对如何才能更好地计算仿真三相异步电动机,求解二维和三维有限元件这一问题.文中以一台三相异步电动机为蓝本,分析RMxprt模块在三相异步电动机的2D电磁场的应用.将实验计算结果与有限元结果进行横向对比,误差仅0.366 2%,符合工程需要.【期刊名称】《电子科技》【年(卷),期】2015(028)010【总页数】4页(P158-160,165)【关键词】Maxwell;三相异步电动机;2D电磁场分析【作者】杨凯辰;杨文焕;王峰;季莉莉【作者单位】上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海200093;上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海200093;上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海200093;上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海200093【正文语种】中文【中图分类】TM343电机设计有近百年的历史,在电机性能和指标不断提高的同时,电机设计手段也有了较大幅度的改进,这其中一直秉承电机设计传统的是基于电机等效电路和磁路法的设计方法。
等效电路和磁路法设计,简单快捷,且具备一定的设计精度,至今仍是电机领域的主要设计方法之一。
AnsoftV12 版本中,除了二维、三维电磁场计算外,还嵌入了RMxprt 电机分析模块,该模块正是基于等效电路和磁路的计算方法[1]。
电场计算在一些高压领域、绝缘材料领域、电机变压器领域等都受到重视。
电场作为电磁场的一个统一整体,相对于磁场计算来讲,其发展稍显缓慢。
在新版AnsoftV12 中,电场计算模块仍无法进行非线性材料的计算,而对于磁场,非线性材料中的磁场分布已较为成熟。
对电场计算的研究不仅是理论层面的深入需求,也是实际应用的需要。
RMXPRT-MAXWELL和SIMPLORER的联合仿真解析

RMXPRT/MAXWELL和SIMPLORER的联合仿真解析
1. 建立RMXPRT模型电机为4极9槽稀土永磁无刷电机,这里不讨论电机的实际设计,所以具体参数不列出了,只当作操作步骤演示。
2.设置好电机的各项参数后,计算电机的性能,得到电机的特性参数,后面将对RMXPRT 的数据和SIMPLORER的数据做比较,所以这里列出了电机的力矩和电流曲线。
请注意6000RPM时的力矩和电流数值,分别为124mNm,4.18A.请注意在这个例子里设置了限流值5.0A,后面SIMPLORER里同样有这个设置。
3. 输出RMXPRT的SIMPLORER模型,步骤见下图
4. 到这里RMXPRT的操作就结束了,输出的模型A相绕组的中心对准磁极的中心。
这个很重要,在RMXPRT中,对准是自动进行的,在MAXWELL里就要使用者自己来做。
5. 在SIMPLORER中导入前面建立的RMXPRT模型,
路径是MODELAGENTADDONINTERFACESRMXPRT
6. 将上图中的RMX-LINK图标拖到SIMPLORERSCHEMATIC的窗口中,双击图标
电机IMPORTMODEL,在路径中指定RMXPRT的SIMPLORER模型的路径,这样,电机的SIMPLORER模型就导入了,RMX-LINK图标变成了电机的实际外形。
下面是逆变器模型。
7. 逆变器用MOSFET构成,这里为了简化,MOSFET用了系统级的元件模型。
8. MOSFET驱动电路
这个驱动实际上就是将电机的3相绕组导通的时序规律用SIMPLORER的模块表示出来。
基于AnsoftRMxprt的三相异步电机设计分析分解

RMxprt概述
随着电机应用领域的不断拓展,工程设计人 员在产品小型化、高效率以及高性能方面 面临越来越多的挑战。RMxprtTM帮助电机 制造者,在设计过程的初始阶段制定成百 上千种方案,同时对其性能进行评估,从 中优选出最佳、合理的设计方案。
RMxprt概述
具有Windows风格的桌面环境,采用专业的、模 版化电机设计界面,RMxprtTM运用经典电机 分析理论快速、准确地求解电机的转矩-转速 特性、损耗、气隙磁通、以及效率等重要特性 曲线及参数。集成的参数化分析和优化设计功 能使它成为快捷、高效的电机设计专用工具。
RMxprt概述
RMxprtTM与Ansoft的Maxwell集成在同一设 计环境中,设计者可单独使用RMxprtTM, 也可将其优选出的设计方案自动生成二维/ 三维有限元分析模型,用Maxwell对电机进 行更精确的电磁场分析设计, 实现电机解析有限元自动设计流程。
特点
-Windows风格介面,模版化参数输入: 工作条件,几何尺 寸, 材料特性等 -基于经典的电机分析理论和等效磁路法的快速解析分析 -提供美国、中国材料库和公制、英制单位 -自动排列多种绕组型式或用户自定义任意绕组连接方式 -无刷电机、开关磁阻电机和永磁同步电动机的驱动线路 类型、控制方式及开关管参数可设定 -直流电机详细的换向器和电刷参数可设定 -输入数据自动验证功能
STATOR DATA
Length of Stator Core (mm):
155
Stacking Factor of Stator Core: 0.98
Type of Steel:
50DW470
Number of lamination sectors 0
Press board thickness (mm):
基于RMxprt的三相异步电机参数化分析PPT学习教案

26.00
27.00
28.00
29.00
per_s lot_conductors
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30.00
31.00
32.00
LockedRotorTorqueParameter [NewtonMeter]
85.00 80.00 75.00 70.00 65.00 60.00 55.00 50.00 45.00 40.00
NoLoadShaf tSpeedParameter Setup1 : Performance
NoLoadShaftSpeedParameter [rpm]
1499.800
1499.775
1499.750 25.00
26.00
27.00
28.00
29.00
per_s lot_conductors
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第38页/共53页
第39页/共53页
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NoLoadShaftSpeedParameter [rpm]
1499.90 1499.85 1499.80 1499.75 1499.70 1499.65 1499.60 1499.55
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参数化分析
第10页/共53页
分析过程
第11页/共53页
第12页/共53页
第13页/共53页
第14页/共53页
第15页/共53页
结果察看
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1499.850 1499.825
XY Plot 1
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RMxprt电机性能分析上机实验指导书林友杰2013年11月3日1问题描述⏹建模分析YZD132-8三相感应电机的性能;⏹上机实验用时预计60分钟。
2电机样机参数GENERAL DATA通用数据给定输出功率(kW) Given Output Power (kW): 3.7额定电压(V) Rated V oltage (V): 380绕组连接形式Winding Connection: Delta(三角形连接)极数Number of Poles: 8给定转速(rpm) Given Speed (rpm): 700频率(Hz) Frequency (Hz): 50杂散损耗(W) Stray Loss (W): 37摩擦损耗(W) Frictional Loss (W): 34.5333风阻损耗(W) Windage Loss (W): 0运行方式Operation Mode: Motor负载类型Type of Load: Constant Power(恒功率)工作温度(C) Operating Temperature (C): 75STATOR DATA定子参数定子槽数Number of Stator Slots: 48定子外径(mm) Outer Diameter of Stator (mm): 210定子内径(mm) Inner Diameter of Stator (mm): 148定子槽类型Type of Stator Slot: 2定子槽Stator Sloths0 (mm): 0.8hs1 (mm): 1.05hs2 (mm): 12.9bs0 (mm): 2.8bs1 (mm): 4.9bs2 (mm): 6.7定子铁芯长度(mm) Length of Stator Core (mm): 250定子铁芯的叠压系数Stacking Factor of Stator Core: 0.92硅钢片类型Type of Steel: M19_24G冲片分瓣数Number of lamination sectors1压板厚度(mm) Press board thickness (mm): 5压板是否导磁Magnetic press board: Yes线圈类型Type of Coils: 10线圈节距Coil Pitch: 7每槽导体数Number of Conductors per Slot: 30导体的并绕根数Number of Wires per Conductor: 2导线线径(mm) Wire Diameter (mm): 0.93导线绝缘厚度(mm) Wire Wrap Thickness (mm): 0.09极限槽满率(%) Limited Slot Fill Factor (%): 80导线电阻率Wire Resistivity (ohm.mm^2/m): 0.0217导线长度调整量(mm) Conductor Length Adjustment (mm): 0端部长度修正系数End Length Correction Factor: 1端部漏电抗校正系数End Leakage Reactance Correction Factor: 1ROTOR DATA转子参数转子槽数Number of Rotor Slots: 44转子内径Inner Diameter of Rotor (mm): 48转子槽类型Type of Rotor Slot: 2转子槽Rotor Sloths0 (mm): 0.5hs1 (mm): 1.2hs2 (mm): 12bs0 (mm): 1bs1 (mm): 5.2bs2 (mm): 3.5是否铸铝转子Cast Rotor: No是否是半槽Half Slot: No转子长度Length of Rotor (mm): 250转子铁芯叠压系数Stacking Factor of Rotor Core: 0.92转子硅钢片类型Type of Steel: M19_24G斜槽系数Skew Width: 0转子导条端部长度End Length of Bar (mm): 0转子导条端部高度Height of End Ring (mm): 10转子导条端部环宽度Width of End Ring (mm): 20SHAFT DATA转轴参数是否是磁性转轴Magnetic Shaft: No3学习目标⏹熟悉RMxprt分析的步骤;⏹熟悉RMxprt中各个参数的含义。
4有限元分析4.1创建项目及定义分析类型(Project & Design)∙启动Ansoft并建立新的项目文件,New Project & Insert RMxprt∙选择Three-Phase Induction motor∙重命名及保存项目文件:Experiment_6_110_ZhangSan.mxwl。
110为学号后三位。
4.2使用前准备工作∙添加RMxprt材料库,Tools/Configure libraries选择RMxprt…∙更改线规库:Tools/Options/Machine Options选择Chinese4.3电机参数设定∙Machine电机设置∙电机类型Machine Type: Three-Phase Induction Motor(只读属性)∙极数Number of Poles: 8∙杂散损耗Stray Loss (W): 37∙摩擦损耗Frictional Loss (W): 34.5333∙风阻损耗Windage Loss (W): 0∙Stator定子设置∙定子外径(mm) Outer Diameter of Stator (mm): 210∙定子内径(mm) Inner Diameter of Stator (mm): 148∙长度 (mm) Length: 250∙叠压系数Stacking Factor: 0.92∙硅钢片类型Steel Type: M19_24G (在Rmxprt库中)∙槽数Number of Slots: 48∙定子槽类型Slot Type: 2∙分瓣数Lamination Sectors: 1∙压板厚度(mm) Press Board Thickness (mm): 5∙斜槽宽度(mm) Skew Width: 0∙Stator/Slot定子槽设置∙hs0 (mm): 0.8∙hs1 (mm): 1.05∙hs2 (mm): 12.9∙bs0 (mm): 2.8∙bs1 (mm): 4.9∙bs2 (mm): 6.7∙Stator/Winding定子绕组设置∙绕组层数Winding Layers: 1∙绕组类型Winding Type: Whole Coiled∙并联支路数Parallel Branches: 1∙每槽导体数Conductors per Slot: 30∙并绕根数Number of Strands: 2∙绝缘厚度Wire Wrap: 0.09∙线径Wire Size: 0.93∙Stator/Winding../End//Insulation定子端部及绝缘设置∙是否需输入半匝长度Input Half-turn Length: No∙端部调整量End adjustment: 0∙Base Inner radius: Let it be(工艺量,随它去吧)∙Tip Inner Diameter: Let it be(工艺量,随它去吧)∙End clearance: Let it be(工艺量,随它去吧)∙槽绝缘厚度Slot Liner (mm): 0.3∙槽楔厚度Wedge thickness (mm): 5∙极限槽满率Limited Fill Factor: 0.8∙Rotor转子参数设置∙叠压系数Stacking Factor (mm): 5∙转子槽数Number of Rotor Slots: 44∙转子槽类型Type of Rotor Slot: 2∙转子外径Outer Diameter (mm): 147.3∙转子内径Inner Diameter of Rotor (mm): 48∙转子长度Length (mm): 250∙硅钢片类型Steel Type: M19_24G∙斜槽宽度Skew Width: 0∙是否为铸造转子Cast Rotor: No∙是否半槽Half Slot: No∙是否双层鼠笼结构Double Cage: No ∙Rotor/Slot转子槽设置∙Rotor Slot∙hs0 (mm): 0.5∙hs1 (mm): 1.2∙hs2 (mm): 12∙bs0 (mm): 1∙bs1 (mm): 5.2∙bs2 (mm): 3.5∙Rotor/Winding转子绕组设置∙转子材料类型Bar Conductors type: cast_aluminum_75C ∙端部长度End length (mm): 0∙端环宽度End Ring Width (mm): 20∙端环高度End Ring Height (mm): 10∙转环材料类型End Ring Conductor Type: cast_aluminum_75C ∙Shaft转轴设置∙是否为磁性转轴Magnetic Shaft: No4.4求解参数设定(Solution Setup)∙负载类型Load Type: Constant power∙额定输出功率(kW) Rated output power (kW): 3.7∙额定电压(V) Rated voltage (V): 380∙额定转速(rpm) Rated Speed (rpm): 700∙操作温度(摄氏度) Operation Temperature (o C): 75∙频率(Hz) Frequency (Hz): 50∙绕组连接Winding Connection: Delta (三角形连接)4.5分析自检(V alidate)∙点击“√”图标。
如果出现错误或警告,根据信息框中的提示信息进行修改。
4.6运行仿真(Analysis All)∙点击“!”符号,注意信息框和进度条。