maxwell软件--永磁直流电机.doc

《maxwell软件--永磁直流电机.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、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：(16.1)式中Ub为电刷压降，R1电枢绕组电阻反电势方程为(16

2、.2)式中Ke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：(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：(16.4)式中Kt是转矩系数，单位是Nm/A，数值上与Ke相等。输出转矩为：(16.5)式中的Tfw为风摩转矩。输出机械功率为：(16.6)输入电功率为：(16.7)式中的Pfw、PCua、Pb、PFe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：(16.8)16.2主要特点16.2.1支持单叠绕组和复叠绕组设

3、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。(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。(16.10)式中m为复倍系数。16.2.3支持虚槽结构设计直流电机的电枢绕组一般为双层绕组。许多情况下，为了简化冲片结构，常把几个线圈边放在同一个槽内，因此槽数Z将比线圈数S少，他们的关系是(16.11)其中μ为槽中每一层的线圈边数，称为虚槽系数。因此每槽导体数为2μ的倍数。RMxprt能够处理μ≤4的各种虚槽设计16.2.4可分析气隙磁场波形分布RMxprt可对空载下磁极的

4、气隙磁场的波形和额定负载下电枢反应的气隙磁场波形进行分析，给出直观波形图，以便于设计人员了解电枢反应对换向的影响。16.2.5可计算换向元件的换向电势对换向元件的换向参数计算包括a.元件本身的电抗在换向元件中产生的电抗电势b.电枢反应在换向元件中产生的电势c.主磁场在换向元件中产生的电势d.换向元件中的合成换向电势16.2.6计算齿槽转矩RMxprt可以计算两个齿距的齿槽转矩，并在设计单中输出其峰值。16.2.7为有限元电磁场分析输出换向文件当采用有限元电磁场分析对直流电机进行分析时，必须知道换向元件极性的变化。RMxprt将与换向元件的位置和极性变化的相关数据保存到com_fil

5、e.txt文件中，以便在使用Maxwel2D/3D分析时调用。16.3永磁直流电动机设计这一节,我们将演示三相感应电动机设计的一般流程。点击Start>Programs>Ansoft>Maxwell12>Maxwell12从桌面进入Maxwell界面。从RMxprt主菜单条中点击File>New新建一个空白的Maxwell工程文件Project1。从RMxprt主菜单栏中点击Project>InsertRMxprtDesign。在SelectMachineType会话框中选择DCPermanent-MagnetMotor，然后点击OK返回RMxprt主窗口。这样就添加一个新的RMx

6、prt设计。从RMxprt菜单栏中点击File>Save。如果想把项目另存为PMDC_2p2400rpm75W.mxwl，可从下拉菜单选择SaveAs然后点击Save返回RMxprt主窗口。(参见3.2.6设置默认的项目路径)分析这个算例，需要做以下几项设置：1.设置模型单位(参考章节2.3.2.7设置模型单位)：2.配置RMxprt材料库(参考章节3.4.1配置材料库)：3.编辑线规库(参考章节3.3.2到3.3.6)：当选择DCPermanent-MagnetMotor做为电机模型时，必须输入如下几项：1.Generaldata.（基本性能数据）2.Statordata.（定子

7、数据）3.Rotordata.（转子数据）4.Solutiondata.（解算数据）16.3.1基本性能设计在项目树下双击Machine图标，可显示Properties.对话框。在如图16.1所示的Machine列表下定义基本性能数据。图16.1基本性能数据1.MachineType：电机类型。2.NumberofPoles：电机极数。其值为定子极数的总和（或极对数×2）。3.FrictionalLoss：在参考转速下测得的摩擦损耗（由摩擦产生）注意：如果将摩擦损耗设