异步起动永磁同步电机设计
永磁同步电动机设计及结构的设计(论文)【范本模板】
毕业设计论文题目永磁同步电动机的设计及结构的研究（院）系电气与信息工程系专业电气工程及其自动化班级0 学号0 号学生姓名高富帅导师姓名完成日期2005年6月8日目录摘要 (1)Abstract (2)第1章绪论 (3)1.1永磁性材料简述 (3)1。
1。
1 稀土永磁材料 (3)1.1。
2 其它永磁材料 (4)1.1.2。
1 铝镍钴永磁 (5)1.1。
2.2 铁氧体永磁材料 (6)1。
1。
2。
3 粘结永磁材料 (6)1。
2永磁同步电机的发展概况 (6)1。
2.1永磁同步电机在国内的发展概况 (7)1。
2.2永磁同步电机在同外的发展概况 (7)1。
3永磁同步电动机的分类 (8)1.3.1永磁同步电动机简介 (8)1。
3.2永磁同步电动机的分类 (8)1.4永磁同步电动机的主要特点和应用 (9)第2章永磁材料的性能和选用 (11)2.1 永磁材料磁性能的主要参数 (11)2。
1.1退磁曲线 (11)2.1.2 回复曲线 (12)2.1。
3 内禀退磁曲线 (13)2。
1。
4 稳定性 (14)2.2 永磁材料的选择和应用注意事项 (15)2。
2.1永磁材料的选择 (15)2.2.2 永磁材料的应用注意事项 (16)第3章永磁同步电动机的结构和基本理论 (16)3.1永磁同步电动机的结构 (18)3.1。
1永磁同步电动机的总体结构 (18)3。
1。
2永磁同步电动机的转子磁路结构 (19)3。
1。
2.1表面式转子磁路结构 (20)3.1.2.2内置式转子磁路结构 (21)3.1.2。
3爪极式转子磁路结构 (23)3.1.3隔磁措施 (23)3.2 永磁同步电动机的基本理论 (23)3.2。
1 稳态运行和相量图 (23)3。
2。
2永磁同步电动机的稳态性能分析和计算 (25)3。
2。
2。
1电磁转矩和矩角特性 (25)3。
2.3 工作特性曲线 (27)3.3永磁同步电动机的磁路分析与计算 (27)3。
3.1磁路计算特点 (27)3。
同步电动机启动原理与励磁系统分析
同步电动机启动原理与励磁系统分析摘要：对于同步电动机而言，它的起动方法有好几种，例如：辅助电动机起动法、变频起动法和异步起动法。
而异步起动法就是同步电动机在转子上装有类似感应电动机笼型绕组的起动绕组（即阻尼绕组），电动机转子由磁极冲片叠片而成的磁极、圆筒磁轭等组成，磁极设有横、纵阻尼绕组。
当电动机接通电源后，便能产生异步转矩起动电动机到接近同步转速，然后设法将电动机牵入同步。
大多数同步电动机都是采用此方法起动的。
本文对同步电动机启动原理与励磁系统进行分析，以供参考。
关键词：同步机；启运原理；励磁分析引言压缩空气储能（Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ-Ａｉｒ-Ｅｎｅｒｇｙ-Ｓｔｏｒａｇｅ，ＣＡＥＳ）是一种具有储能容量大、使用周期长、响应速度快等优点的大规模储能技术方案，同时较电池储能更加安全可靠，较抽水蓄能不那么依赖于地理环境，近年来引起国内外大型企业及研究机构的高度关注，国内也相继建成多个集成示范项目。
其中压缩空气储能环节，因为压缩机空气流量及出口压力一般都比常规压缩机要大很多，及在项目装机容量和建设规模的要求，所以一般选择大型同步电动机作为压缩机的驱动。
同时，同步电动机也以其优异的功角特性及良好的性能在动力拖动中有着广泛的应用。
1永磁同步电动机控制方法简述永磁同步电动机控制方法主要采用变频调速方法。
交流电动机的变频调速系统主要控制形式分为开环控制和闭环控制。
比较2种控制方式，因永磁同步电动机在开环控制方式下无法将电机转子位置信号和电机运行的实际速度信号作为实时反馈信号，易出现电机运行失步和突然停车等问题，从而造成永磁同步电动机退磁故障，所以开环控制的变频调速系统并不适用于永磁同步电动机。
为精确得到电机的转子位置信息和电机运行速度信息，实现永磁同步电动机的闭环控制，目前主要采用的方法是在电机的转轴上安装高精度的传感器。
其中，电梯行业常见的传感器主要为光电编码器来检测电机的转子位置信息和电机转速。
FOC控制是一种使用变频器来控制三相交流电机的技术。
永磁同步电动机说明书PPT课件
2、内置径向式转子磁路结构
早期常用
3
4 N
1
S
应用较为广泛
2 1
3
N
4
S
SN
NS
SN
NS
S
S
N
N
(a)ห้องสมุดไป่ตู้
(b)
1—转轴 2—永磁体槽 3—永磁体 4—转子导条
2、内置径向式转子磁路结构
更大的永磁体空间 外转子结构
3
4
2
3
1
NN
4
S SN
S N
(c)
(d)
1—转轴 2—永磁体槽 3—永磁体 4—转子导条
2、内置混合式转子磁路结构
这类结构集中了径向式和切问式转子结构的优点， 但结构和制造工艺均较复杂，制造成本也比较高。图 (a)是由德国西门子公司发明的混合式转子磁路结构， 需采用非磁性转轴或采用隔磁铜套，主要应用于采用 剩磁密度较低的铁氧体永磁同步电动机。图(b)所示结 构近年来用得较多，也采用隔磁磁桥隔磁。这种结构 的径向部分永磁体磁化方向长度约是切向部分永磁体 磁化方向长度的一半。图(c)和(d)永磁体的径向部分与 切向部分的磁化方向长度相等，也采取隔磁磁桥隔磁。 但制造工艺却依次更复杂，转子冲片的机械强度也有 所下降。
1
3
N
N
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S
2
1 N
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(a)
(b)
1—转轴 2—空气隔磁槽 3—永磁体 4—转子导条
2、内置切向式转子磁路结构
永磁同步与异步电机不同点
一、永磁同步无齿轮曳引机与有齿轮曳引机相比有哪些优点？1 体积小、重量轻伊士顿电梯引进和技术转化的永磁同步曳引机采用高性能钕铁硼稀土永磁材料和现代永磁电机设计技术，使曳引机的功率传输密度大大提高，取消了传统有齿轮曳引机的齿轮减速机构（齿轮减速箱），实现了曳引机的无齿轮传动，使得曳引机的整个体积缩小30%左右，重量减轻30%左右。
2 噪音低、振动小由于取消了齿轮减速机，有效降低了曳引机传输系统的噪音和振动，同时消除了传统有齿轮曳引机有可能发生的曳引机机械振动频率与建筑物固有频率发生共振现象,噪音下降可达10分贝.3 少维护或免维护齿轮减速机的取消，不用在使用齿轮油和每年1—2次的更换,大大减少了曳引机的维护成本和工作，使曳引机做到少维护甚至免维护。
4 效率高、节能永磁同步曳引机采用永磁体励磁，没有励磁损耗，电机本身效率提高，另外齿轮减速箱的取消，减少了曳引机曳引传动中的机械能量损耗，使整个曳引传动系统的效率大大提高（可达40%），功率减少30%左右,节能效果显著。
5 可靠性高曳引轮与制动轮采用整体结构形式，安全可靠性提高。
制动系统采用上电释放的双臂闸瓦刹车系统，双臂制动力矩达2.2倍额定转矩，安全性更高。
6 安装过程简化由于无齿轮永磁同步曳引机本身具有上行超速保护功能，不用在另外增加上行安全钳（额外增加上行超速保护装置），简化安装过程,减少故障点。
7.节约成本1)齿轮减速机的取消，不用在使用齿轮油和每年1—2次的更换;2)机房尺寸可以降低和缩小;二、我公司永磁同步无齿轮曳引机产品概况伊士顿电梯率先在国内通过 2.5M/S高速永磁同步无齿轮的国家电梯质量检验中心检验，各项性能指标均符合国家标准要求。
目前永磁同步无齿轮曳引机产品包括N（ESW800）和W(ESW1000)两个系列。
N(ESW800)系列为内转子结构，与普通电机结构相同，即电机的转子位于电机内部，定子位于转子外部并固定在机座内腔。
内转子结构适用于大载重量、高速度应用要求。
永磁同步电动机教材
1. 基频下列调速
• 当感应电机在低频时，定子电动势 E1 较小，定
子电阻压降旳影响不能忽视，必须有意抬高 U1
而对定子电阻压降加以补偿， 才干近似维持
1. 基频下列调速
• 要保持气隙磁通 Φm 额定不变，必须采用恒电 动势频率比旳控制方式，即变频过程中须维持
E1 f1 常值。但定子电动势为内部量，难以直 接测量、控制。
• 根据感应电机定子电压方程式
U1 E1 I1Z1 E1 I1(R1 jX1 ) • 可知，当频率较高，电动势较大时，可忽视定
1．表面凸出式 构造简朴、制造成本较低、转动 惯量小等优点，在矩形波永磁同步电动机和恒 功率运营范围不宽旳正弦波永磁同步电动机中 得到了广泛应用。另外，表面凸出式转子构造 中旳永磁磁极易于实现最优设计，使之成为能 使电动机气隙磁密波形趋近于正弦波旳磁极形 状，可明显提升电动机乃至整个传动系统旳性 能。
永磁同步电动机旳总体构造
1. 高效永磁同步电动机构造示意图
l－转轴 2－轴承 3－端差 4－定子绕组 5－机座 6－定子铁心 7－转子铁心 8－永磁体 9－起动笼 10—风扇 11—风罩
永磁直流无刷电动机构造示意图
l－转轴 2－前端差 3－螺钉 4－调整垫片 5－轴承 6－定子组件 7－永磁转子组件 8－位置传感器转子 9－后端差 10—位置传感器定子
• 详细旳说常见旳基本种类有：①降电压调速； ②电磁转差离合器调速；③绕线转子感应电机 转子回路串电阻调速；④绕线转子感应电机串 级调速；⑤变极对数调速；⑥变压变频调速等。
感应电动机调速旳基本措施
• 按照交流感应电动机旳基本原理，从定子 传入转子旳电磁功率 Pem 可分为两部分：一 部分是拖动负载旳有效功率 Pmech (1 s)Pem， 即机械功率；另一部分是转差功率 PS sPem ， 与转差率成正比。从能量转换旳角度看， 转差功率是否增大，是消耗掉还是得到回 收，显然是评价调速系统效率高下旳一种 标志。从这点出发，能够把感应电机旳调 速系统提成三类。
永磁电动机起动过程的分析及参数确定
当ｎ ｌ ＜ｕ２时，即 ｓ ． ＞Ｏ ５时，（ －２ ）盯 ＜０ １ ｓ ｌ ，转 子 受到与 ， 同方 向的转矩作用 ，即 Ｔ＞Ｏ Ｉ ｌ ｂ ，见图 １ 中的 曲线 － 。 ， ｌ １
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图 １ 异步 起动永磁 同步 电动机 的转矩 一转差率 曲线
已知 参数，推导 出永磁 同步电动机 的转子 电阻的设计方法 ． 关键 词：永磁 同步 电动机 起 动性能 转子 电阻
６ 中圈分类号：Ｔ３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１ ７ － ８ １ ２ ０ ） ４ ５ － ３ Ｍ２ ２ ４ ０ （０ ６ ０ － １０
Ｏ 前 言 目前 ， 在工业 以利用上存在着 电动机选 型不合 理 的现象 。 造成这种现象的原因是在很多场合下对
．
一
．
，
（） ２
由此 可知， 永磁 同步 电动机 的起动过程 电流 比同规 格 的异 步 电动 机 要 大 ，一 般 可 达 到 额 定 电流 的 ｌ～ ｌ Ｉ ２倍 ，而异步 电机仅 为 ７ ｌ ～８倍 。
２ 永磁 同步 电动机的起动 品质 因数
起动 品质因数是指起动转矩和起动 电流之 比。 结合前 面的分析，当永磁 同步 电动机起 动 的瞬间 ， 转速 Ｉ ｌ １ ，转差 率 一１ ＝Ｉ ，此时 ，永磁 同步 电动机 的起动转矩 只有异步转矩 ． 项 ，起动 电流只有 』 ， 。
．
由于转子 中嵌有永磁 体， 其产生 的磁场 以转速 月 （－ｓ 。 ＝ １ ）仃 在旋 转 中切割定子绕组 ，感应 出频 率为 （一¨ ． １ ＾的电流 Ｊ，这 相当于一台转速为 ， ｌ 的同步发 电机 ，因此 转子受到发 电机制动转矩 的作用，见 图 １ 中的 曲线 。 —１ 最后 一个转矩 是 在起 动过 程 中转 子永磁 体磁 场与 定子旋转 磁场相 互作用所 产 生的 电磁 振荡转 矩 。 因此 ， 磁 同步 电动机起动过程 中的总转 矩 ７ 永 ’ 分别 由 、Ｔ 、 和 四个转矩 的分量 叠加而成 ｂ
永磁电机在火电厂中的应用研究
永磁电机在火电厂中的应用研究摘要: 文章对国内外永磁同步电机的发展现状进行了简单分析，根据永磁电机的特点，分析永磁电机在火电厂中三个典型的技术经济优势，在火电厂的辅机中用高效永磁同步电动机代替异步电机，具有良好的节能效果。
关键词：永磁同步电机稀土永磁材料异步启动永磁同步电动机变频永磁电机永磁电机与电励磁电机相比，永磁电机具有结构简单，运行可靠；损耗小，效率高；电机的形状和尺寸可以灵活多样等显著优点，因而应用范围遍及航空航天、国防、工农业生产和日常生活的各个领域。
1 国内外永磁同步电机的发展现状历史上第一台电机是永磁电机，1821年法拉第发现通电的导线能绕永磁铁旋转，第一次成功地实现了电能向机械能的转换，从而建立了电机的实验室模型，被认为是世界上第一台电机。
当时，永磁材料为天然磁铁矿石（Fe3O4），性能比较差，其剩磁和矫顽力都太低，不久就被电励磁电机取代了。
1845年英国的惠斯通用电磁体代替了天然永磁铁，1857年发明了自励电励磁发电机。
由于电励磁方式能在电机中产生足够强的磁场，使电机体积小、重量轻、性能优良，在此之后的一百多年里，电励磁电机理论和技术得到了迅猛的发展，而永磁励磁方式在电机中的应用则较少。
1967年出现的稀土永磁材料具有很强的剩磁、矫顽力和较大的磁能积，使大功率永磁电机登上历史的舞台。
进入90年代以来，随着永磁材料性能的不断提高和完善，特别是钕铁硼永磁的热稳定性和耐腐蚀性的改善和价格的逐步降低，永磁电机的研究开发进入一个新阶段，应用也越来越广泛。
我国稀土资源丰富，稀土永磁的产量居世界前列，使得稀土永磁材料的产品质量不断提高、成本价格不断降低，为制造较大功率的中国稀土永磁电机奠定了坚实基础。
永磁电机在船舶（电力推进系统）、轨道交通（高铁、动车）、新能源汽车、风力发电、电梯（永磁同步曳引机）、航空航天（无刷直流电机）、机床（伺服控制）等领域已得到了广泛的应用，但永磁电机目前在火力发电厂中的应用还不多。
永磁同步电机
永磁同步电机是利用永磁体建立励磁磁场的同步电机，其定子产生旋转磁场，转子用永磁材料制成。同步电 机实现能量转换需要一个直流磁场，产Leabharlann 这个磁场的直流电流称为电机的励磁电流。
永磁无刷电机包括永磁无刷直流电机和永磁无刷交流电机两种类型，作为电动机运行时均需变频供电。前者 只需要方波型逆变器供电，后者需要正弦波型逆变器供电。
矢量控制技术诞生于上世纪 70年代初，永磁同步电机的矢量控制系统是参照直流电机的控制策略，利用坐 标变换将采集到的电机三相定子电流、磁链等矢量按照转子磁链这一旋转矢量的方向分解成两个分量，一个沿着 转子磁链方向，称为直轴励磁电流；另一个正交于转子磁链方向，称为交轴转矩电流。根据不同的控制目标调节 励磁电流和转矩电流，进而实现对速度和转矩的精确控制，使控制系统获得良好的稳态和动态响应特性。
图3永磁同步电机概念图
永磁同步电机由两个关键部件组成，即一个多极化永磁转子和带有适当设计绕组的定子。
数学模型
两相旋转坐标系下，定子电压方程为: 式(1) 图4永磁同步电机稳态运行相量图根据式(1)得两相旋转坐标系下的永磁同步电机稳态运行相量图，如图1所 示。
分类
按励磁电流的 供给方式分类
按供电频率分 类
永磁同步电机
发电机、电动机种类
01 结构
03 数学模型
目录
02 工作原理 04 分类
05 控制方式
07 研究热点
目录
06 优点
永磁同步电动机以永磁体提供励磁，使电动机结构较为简单，降低了加工和装配费用，且省去了容易出问题 的集电环和电刷，提高了电动机运行的可靠性；又因无需励磁电流，没有励磁损耗，提高了电动机的效率和功率 密度。
永磁同步电动机由定子、转子和端盖等部件构成。定子与普通感应电动机基本相同，采用叠片结构以减小电 动机运行时的铁耗。转子可做成实心，也可用叠片叠压。电枢绕组可采用集中整距绕组的，也可采用分布短距绕 组和非常规绕组。
永磁同步电机
二、永磁同步电动机的转子磁路结构
1. 表面式转子磁路结构 2. 内置式转子磁路结构 3. 爪极式转子磁路结构 4. 隔磁措施
1、表面式转子磁路结构
N
N
S
S
SN
NS
SN
NS
S N
(a)凸出式（隐极结构）
S N
(b)插入式（凸极结构）
1、表面式转子磁路结构
对采用稀土永磁的电机来说，由于永 磁材料的相对回复磁导率接近1，所以表 面凸出式转于在电磁性能上属于隐极转子 结构；而表面插入式转子的相邻两永磁磁 极间有着磁导率很大的铁磁材料，故在电 磁性能上属于凸极转子结构。
五．永磁同步电动机的参数计算和分析
六．异步起动永磁同步电动机的起动过程
永磁同步电动机的稳态性能
（一）稳态运行和相量图 （二）稳态运行性能分析计算 （三）损耗分析计算
（一）稳态运行和相量图
利用双轴电枢反应分析法（双反 应理论）研究永磁同步电动机。
同步电机的电枢反应：同步电机 电枢磁势基波对磁极主磁场的影响。
2、内置混合式转子磁路结构
2
1
1
N
3
4 S
NS
3
N S
N
N S
4
S
SN
NS
SN S 1 N
S
S
N
N
S N
(a)
(b)
1—转轴 2—永磁体槽 3—永磁体 4—转子导条
2、内置混合式转子磁路结构
2
3
2
3
N
N
N
4 1
NN NN
4
1
S
S
S
S
SS
S
SN
S
永磁同步电机与异步电机
永磁同步电机与异步电机永磁同步电机和异步电机是两种常见的电动机类型，它们在工业和家庭应用中都有广泛的应用。
本文将介绍这两种电机的原理、特点和应用领域，旨在帮助读者更好地理解和区分它们。
一、永磁同步电机永磁同步电机是一种使用永磁材料作为励磁源的电机。
它的原理是通过永磁体产生的磁场和定子线圈产生的旋转磁场之间的相互作用来实现电机的转动。
永磁同步电机具有以下特点：1. 高效率：永磁同步电机由于没有励磁损耗，所以具有较高的效率，通常可达到90%以上。
2. 高起动转矩：永磁同步电机在起动时可以提供较大的转矩，适用于需要快速启动和停止的场合。
3. 精确控制：永磁同步电机可以通过改变定子线圈的电流和频率来实现精确的转速和转矩控制。
4. 体积小、重量轻：永磁同步电机由于没有励磁线圈，所以结构相对简单，体积小，重量轻。
永磁同步电机广泛应用于工业自动化、航空航天、电动汽车等领域。
例如，它可以用于工业机械的驱动，如机床、风机、泵等；还可以用于电动汽车的驱动系统，提供高效率和高性能的动力。
二、异步电机异步电机是一种常见的交流电动机，工作原理是通过定子线圈产生的旋转磁场和转子铁芯之间的相对运动来实现电机的转动。
异步电机具有以下特点：1. 结构简单：异步电机由于没有永磁体或励磁线圈，所以结构相对简单，制造成本低。
2. 起动转矩较低：异步电机在起动时的转矩较低，需要较长的时间来加速到额定转速。
3. 转速波动较大：异步电机的转速会受到负载变化的影响，容易产生转速波动。
4. 维护成本低：异步电机结构简单，故障率低，维护成本相对较低。
异步电机广泛应用于家用电器、工业设备、水泵等领域。
例如，它可以用于家用洗衣机、冰箱、空调等家电的驱动；还可以用于工业生产线上的传动装置，如输送带、搅拌机等。
总结：永磁同步电机和异步电机是两种常见的电动机类型，它们在结构、工作原理和应用领域上有所不同。
永磁同步电机具有高效率、高起动转矩、精确控制等特点，适用于高性能和精确控制要求的场合；而异步电机则具有结构简单、维护成本低等特点，适用于一般功率和速度要求的场合。
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Ansoft EM专题讨论（三）——异步启动永磁同步电机设计 最近有感于论坛Ansoft版区学习的氛围越来越好了，这与各位版主的努力都是分不开的。看到前面两个专题中，我们的超版和技术精英们都做了很多工作，本着向大家学习的原则，我也来凑个热闹 本人在读研期间曾经涉猎过这种电机的设计与仿真，下面就把我很久以前做的一个练习分享给大家。做的不一定对，希望大家多多批评指正！这也是和大家学习的过程，望各位不吝赐教 其实，这种电机在实际设计过程中需要注意的问题还是很多的。很遗憾在校期间没能彻底解决这个领域的一些问题。这里也希望大家广泛针对该类电机的设计进行讨论和交流，向大家学习了! 下面先给出电机结构示意图
电机为典型的4极36槽结构，绕组为单层交叉，Y接形式，内置径向W型永磁体，采用冲片类型为DW315-50。具体的其他的电机参数将在RMxprt设计中给出 区别于前面两位版主的纯V11仿真，该算例采用了Ansoft RMxprt V5.0版本与Maxwell V11.1版进行了简易的联合2D仿真。对新人而言，V5.0的界面更加人性化和易于上手，推荐新同学使用。 运用Ansoft RMxprt V5.0进行基本的电磁设计，输入相应电机参数反复调试运行。下面给出本例的参数设置 基本参数 定子内外径和槽形尺寸 转子内外径和磁钢设计 转子槽形和端环设计
以上需要补充说明的是Ansoft RMxprt V5.0的材料设置问题和绕组编辑问题 就材料设置而言，大家可以利用软件自带的.h-b文件自行添加所需要的硅钢片材料，主要是需要查找一些手册来添加磁化曲线和损耗曲线，用记事本的格式进行编辑添加，放在指定的文件夹中，即可在设计中引用，图例DW315-50的.h-b文件，要对应操作窗口的各项参数进行添加，方可正确使用 添加后磁化曲线示意 添加后的损耗曲线示意 关于磁钢的材料设置，可以在软件的Magnet选项中任意添加所需材料的参数，如下图所示
注意，这里我给出的是电机在75℃的工作温度下，磁钢的性能参数 下面给出绕组连接方法。本算例定子采用单层交叉绕组，因为现有给定无法满足所需条件，采用了软件自带的绕组编辑器，连接方式如下图所示： 在编辑器的列表中，可以任意改变绕组相序，匝数，线圈的两边所在槽号，从而得到所需要的任意形式的绕组排布 Ansoft RMxprt V5.0的设计结果输出 除了可以导入到Maxwell里进行电机的有限元分析，经过RMxprt V5.0的设计计算后，我们还得得到以下的结果 1.冲片效果图 2.绕组排布 3.电磁计算单 其中用来进行有限元瞬态分析的主要是以下数据
4.性能曲线 Power Factor VS Torque Angle Input Line Current VS Torque Angle
Efficiency VS Torque Angle Air Gap Power VS Torque Angle
Starting Torque VS Speed One Conductor Induce Voltage at No Load
Air-Gap Flux Density at No Load Induce Winding Voltages at No Load
关于异步启动永磁同步电机的有限元分析，和三相异步电机有很多相似之处，我这里我重点讲不同，和需要注意的地方，有些问题在其他类电机分析中同样涉及。欢迎大家拍砖！ 首先说下电机静磁场分析的前处理工作，静磁场分析主要是为了求解电机在某一运行工况时刻的状态和参数。通常我们比较关心的是额定工况运行时对电机的分析。下面给出的算例为定子通入额定电流，转子无电流流通的静磁场分析： 下图为对RMxprt模型导入Maxwell 2D进行静磁场分析后的界面， 前处理工作中有几个需要注意的地方，这里提一下： 1.Define Model
RMxprt导入的模型可能存在分段过少的现象，对于定子轭磁密以及齿槽转矩的计算有直接的影响。如要提高计算精度，我们可以通过下图所示方法进行修正 分别选中定子外径和Band，对圆弧细化到1分度，下图为修正Band分度到1度 2.Setup Materials 添加材料的方法大家看其他专题都有讲过，这里我重点提一个问题就是永磁体的设置问题： 很多人对磁钢的充磁方向总是容易混淆，拿我这个例子来说
（1）Align with object's orientation——充磁方向为默认的黑色箭头方向 （2）Align with a given direction——与系统X轴正半轴的夹角方向充磁 （3）Align relative to object's orientation——相对默认的黑色箭头的夹角方向充磁 本例中默认的方向（黑色）与系统X轴同向，所以，用（2）、（3）两种方法充磁输入的角度是完全相同的。充磁后，点击View Angle，可以看到充磁后实际的磁钢磁力线走向（红色） 3.Setup Boundaries/Sources 小型电机的计算量不大，为了减少麻烦，可以对电机取全模型分析，这样边界条件只需要加一个零磁矢位，加在电机的定子外径，如图所示
对RMxprt进行全模型导入Maxwell 2D可以进行如下设置（单元电机分析和主从边界的添加可以详见上一专题） 另一个问题就是加入定子电流源（是针对后续电感计算求解需要的）： A相流入电流（PhA）输入值为25.66A，则A相流出（PhReA）电流为-25.66A；B相和C相与A相分别相差120°和240°，则PhB=-12.83A，PhReB=12.83A；PhC=-12.83A，PhReC=12.83A；分别将Define Model中分组后的三相绕组选中，施加电流激励，图示为A相流入电流源的施加
其他线圈依次设置，就不每个给出截图了 在电机的静磁场分析中，除了要通过计算得到电机的磁密、场图分布之外，我们可能还对某些参数感兴趣，最基本的包括电机的受力、转矩、电感参数（详细讨论见专题一）等等。在运算之前，我们通常要进行如下的预设置： 当你想要求物体的受力和扭矩时，你必须选择一些物体是旋转或者移动的。在我们这个例子里，我们将选择转子、轴和永磁体。首先点击 Setup Executive Parameters/Force，选择旋转的物体和点击Include Selected Objects。Torque的设置同理。分别如下图所示 Force的设置 Torque的设置 当我们要计算一个物体的电感时，必须在边界条件时让它是电流源； 在本例中，包括PhA，PhB，PhC，PhReA，PhReB，PhReC线圈。Maxwell计算的电感系数是整个A相(PhA和PhReA)，你必须选择PhA和指定PhReA是它回来的路径。Maxwell知道把两项团体组成完整的A相。点击Setup Executive Parameters/Matrix-Flux 选择PhA和指定回来的路径是PhReA。 反复B和C相。如下图所示 经过以上设置后可以开始计算了 计算收敛后结束 计算后可以直接得到受力和扭矩值
单位长度的绕组电感系数 计算得到的电感矩阵耦合系数
除了以上可以直接得到的计算结果外，点击Post Process/Nominal Problem在这里通过利用Plot、Geometry以及场计算器等一些后处理操作得到需要的数据 点击Plot，我们可以实现以下功能 1、获取电机任意部分剖分效果图，利用mesh.下图给出的是整个模型的剖分示意 2、获取电机中软磁材料的磁化曲线，利用BH Curves.在本例中可选stator、rotor、shaft.下图给出定子材料的磁化曲线stator
3、获得电机的磁场分布，利用Field/flux lines，可以画出电机任意部分的磁力线分布图。下图给出的是整个电机的磁力线分布 4、获得电机的磁密分布云图，利用Field/mag B，可以画出电机任意部分的磁密分布云图。下图给出的是整个电机的磁密分布云图
5、用Geometry/Circle画出气隙线，然后通过场计算器获取气隙磁密波形曲线 气隙磁密的波形曲线客观上还取决于具体的位置，比如距定子内圆或转子外圆的距离，不同位置受齿槽影响不同，因此得出的曲线也会有所不同，下面给出气隙磁场某一位置的气隙磁密波形图
用同样的方法，我们可以得到定子齿磁密、转子齿磁密的波形曲线，这同样是电机设计的一个重要指标。通过得到圆周方向的分布曲线，我们可以验证电机设计是否合理，过高和过低的磁密都是不合适的。取齿宽最狭处，用Geometry/Circle画线，经场计算器计算，得到下面的磁密分布曲线 定子齿磁密分布 转子齿磁密分布 场分析部分我就先说这么多，下面谈谈异步起动永磁同步电机的瞬态分析。当然，大家
最关心的肯定是电机的起动过程仿真了，我准备分3个楼层阐述。原则还是，其他专题说过的，我就不详细说了。本楼重点谈下瞬态仿真的前处理工作，主要是对某些参数的处理，谈下我的个人见解，如果有不对的地方，希望各位高手多多指点，谢谢！ 1、转子起动绕组的参数设置 说白了就是电机端环中相邻导条之间电阻和电感参数的求解，Maxwell2D瞬态分析里的学名叫End resistance between adjacent conductor和End inductance between adjacent conductors，这两个参数在边界/源设置中是要用到的。但是RMxprt5.0对line-start PMSM的磁路计算结果中却不包含这两项关键的参数。除了可以采用另外的电磁计算程序追加估算的方法，针对Ansoft机电仿真软件本身，我认为可以再次利用RMxprt5.0做一个相同的异步电机，该异步电机与line-start PMSM的区别在于除了转子没有磁钢外，完全一致。该异步电机求解出的端环电参数，可以近似用于同一规格的line-start PMSM的瞬态分析。下面给出的是RMxprt5.0求解异步电机得到端环参数的过程