某一个圆筒形直线电机瞬态磁场仿真总结报告

1、 利用Ansoft中的工程电磁场有限元分析软件Mexwell对某一直线电机进行仿真。所做的是二维瞬态磁场的分析，基本步骤为：建模、定义材料属性、分配材料、划分网格、设置加载、边界条件、设定求解参数及后处理。一、建立的材料模型如图：主要包括初级槽、初级冲片、永磁体和次级轭，以及将包围运动部分的Band区域和是求解域连通的Outregion区域。 二、设置材料属性及分配材料：Band面域及外层面域为空气，绕组材料为铜，定子铁芯及转子铁心为10号钢，永磁体材料为NdFe30。分配如图：三、激励源及边界条件的定义和加载：对永磁体进行磁极方向的确定，并采用径向充磁。绕组线圈为200匝，加载电流源激励。加

2、载的边界条件为气球边界条件。四、运动选项设置：直线电机瞬态磁场分析针对电机直线运动时的磁场变化而言的，选中Band面域，设置运动类型为直线运动，运动平行与坐标轴Z，初始位置为0，为确保磁极不脱离初级，双向位移分别设置为-40cm和50cm。 五、网格剖分设置，选择Inside Selection对整个模型内部进行剖分，具体设置为：Length_Band=0.2cm Length_coil=0.25cm Length_stator=0.3cm Length_PM=0.2cm Length_Outregion=0.4cm 剖分效果如图： 六、求解设置：求解起始和终止时间分别为0和0.1秒，步长为0

3、.00025秒，求解400步，场信息保存时间步长设置为0.0005秒，即每求解两步保存一次，并添加到时见菜单，如图： 分析自检后进行求解计算，得到在 0.0015秒时的各参量如下： 1.圆筒直线电机定位力曲线：0.005.0010.0015.0020.0025.0030.0035.0040.00Time ms-50.00-37.50-25.00-12.500.0012.5025.0037.50Moving1.Force_z newtonCylindric_PMXY Plot 1ANSOFTCurve InfoMoving1.Force_zSetup1 : Transient 圆筒直线电机A、B

4、、C三相绕组的反电动势曲线：0.005.0010.0015.0020.0025.0030.0035.0040.00Time ms-375.00-250.00-125.00 0.00125.00250.00375.00Y1 VCylindric_PMXY Plot 2ANSOFTCurve InfoInducedVoltage(WindingA)Setup1 : TransientInducedVoltage(WindingB)Setup1 : TransientInducedVoltage(WindingC)Setup1 : Transient 圆筒直线电机A、B、C三相绕组的磁链曲线：0.0

5、05.0010.0015.0020.0025.0030.0035.0040.00Time ms-1.25-0.630.000.631.25Y1 WbCylindric_PMXY Plot 3ANSOFTCurve InfoFluxLinkage(WindingA)Setup1 : TransientFluxLinkage(WindingB)Setup1 : TransientFluxLinkage(WindingC)Setup1 : Transient 圆筒直线电机动子移动位置图： 0.0020.0040.0060.0080.00100.00Time ms 0.0050.00100.00150.00200.00250.00Position mmCylindric_PMXY Plot 4ANSOFTCur