JMAG感应马达14002P5010000模拟范例

103年度開發案JMAG分析開發單位:馬設處系列開發課設計負責長官:黃文成課長電機設計師:葉仲益目錄•馬達規格•JMAG–CAD建模•設定材料參數•設定分析條件•設定電路•設定網格參數•模擬計算/輸出設定•分析結果數據的處理•附件：馬達規格磁阻馬達規格(一)材料性質–轉定子鐵心：50H470/軸桿：50H1000(二)馬達尺寸–積厚(600mm),定子外徑(r=420mm),轉子外徑(r=240.5mm)(三)線圈繞組–分佈疊繞組參投影片(#7)–匝數為10[匝/每槽]–相電阻為0.4444398[歐姆](四)驅動條件–電壓源：5773.5(VAC,相電壓)/10000(VAC,線電壓)/50(Hz)JMAG-CAD建模進入JMAG-Designer:GeometryEditor視窗•按[Preferences]便捷鈕選[DocumentProperties]標籤/[Grid]項–在[Grid]群組區設定如下：•勾選DisplayGrid•[Majorgridspace:]10(mm)•[Minorlinespermajor:]5•[Snappointsperminor:]1格•以滑鼠左鍵按[ModelManager][Assembly]•按[EditSketch]便捷鈕進行各別部件2D特徵的幾何編輯–選擇一編輯平面繪製幾何物件•完成各別部件特徵幾何建造，按[EndSketch]便捷鈕結束編輯建模-定部選取[circle]便捷鈕，以定部外徑840ψ，內徑490ψ作圖定部為48槽，每槽為7.5度，槽開口16.25mm，齒寬15.8mm，依各部長度所占比例分配7.5度以[Line]便捷鈕作圖依槽契部位，以[circle]便捷鈕作圖，以定部內徑245Rmm+1.3mm(4.8-3.5)，及245Rmm+4.8mm作兩圓依槽深部位，以[circle]便捷鈕作圖，以定部內徑245Rmm+82.25mm作圓以[SketchTrim]便捷鈕清除不需要部分。清除不需要部分後如下圖所示選取所有線段，以[BreakatIntersection]便捷鈕截斷交接線條選取所有線段，以[CreateRegion]便捷鈕產生局部區塊按[RegionRadialPattern]便捷鈕，以(0,0)為Center，7.5∘為週期區域，旋轉複製成定子鐵心，勾選Merge建模-轉部同定部編輯方式進行編輯至轉部槽及通風孔，並保留轉部外徑及鐵心徑兩圓，如下圖分別將通風孔(36槽)及轉部槽(40槽)生成區塊，因該槽數不對等，因此需分開進行旋轉複製[RegionRadialPattern]便捷鈕，各別旋轉複製，勾選Merge以[ConvertSketch]便捷鈕複製轉部槽及通風孔相關線條選取所有線段，以[BreakatIntersection]便捷鈕截斷交接線條選取所有線段，以[CreateRegion]便捷鈕產生局部區塊選擇除轉部鐵心區塊外所有區塊，刪除選取區塊僅保留下轉部鐵心區塊，如下圖所示建模-線圈以[ConvertSketch]便捷鈕複製定部鐵心槽內線條依據電算後EL所示數值分別區分出上下線圈第一圓由定部內徑245mm加上餘裕0.25mm及槽契所在深度4.8mm為250.05mm第二圓為槽底徑327.25mm(定部內徑+槽深)加上第一圓徑除以二275.15mm以[SketchTrim]便捷鈕清除不需要部分。各別生成上線圈及下線圈兩個區塊利用[RegionRadialPattern]便捷鈕，各別旋轉複製，不勾選Merge，因各線圈為單一個體。建模-銅棒以[ConvertSketch]便捷鈕複製轉部鐵心槽內線條依據電算後KMED銅棒尺寸數值，銅棒為40mm*13mm其圓為轉部槽底191.87Rmm+40mm231.87mm進行區塊生成及旋轉複製，該處需勾選Merge，因模擬時不另設銅棒條件，如需對銅棒設定電路條件則不勾選Merge建模-通風孔以[ConvertSketch]便捷鈕複製通風孔內線條，[Vertex]便捷鈕繪一點(0,0)進行區塊生成及旋轉複製，該處需勾選Merge建模-主軸以點(0,0)徑125Rmm繪一圓，並生成區塊右鍵點選Properties進行編輯，可進行名稱及該部元件顏色的變更模擬分析-檔案匯入進入JMAG-Designer:GeometryEditor點選ImportGeometryMatchNames將各部位相同名稱元件歸入同一groups因線圈需重新分組，故先DeleteGroup，再根據EL內相關資訊進行分組編輯極數：2 節距：18 每極每相線圈：8在Model點右鍵NewStudyMagnetic[TransientAnalysis模擬分析-設定材料參數運用Designer作業環境右側[Toolbox]/[Materials]的材料庫，並以『拖、放』的方式設定材料參數：–轉軸：Nippon,50H1000–轉、定子鐵心：Nippon50H470,疊層因素97%–線圈：銅(Copper)–鼠籠：銅(Copper)材料參數-轉軸(NipponSteel-50H1000)材料參數-定/轉部鐵心(NipponSteel-50H470)材料參數-銅棒(Copper)材料參數-線圈(Copper)模擬分析-設定分析條件運用Designer作業環境右側[Toolbox]/[Conditions]的條件項目列表，並以『拖、放』的方式設定分析條件：–[Motion/Rotation]：轉速–[Output/Torque/NodalForce]：轉矩計算–[Current/FEMCoil]：繞組方式–[SymmetryBoundary],[Slide]：二者在網格成長後自動生成。分析條件-轉速分析條件-轉矩計算分析條件-繞組方式內設定方式如下圖未設定電路時，會顯示警示符號模擬分析-設定電路•在[ProjectManager]欄–以滑鼠右鍵按[Study][AddCircuit]出現電路編輯視窗•在[JMAG-Designer:EditCircuit]環境視窗–設定三相電壓電源–設定鼠籠電路•以(Ground)便捷鈕設定接地•以(Wire)便捷鈕連結各物件間的連接埠加入ThreePhasePowerSupply(Voltage)加入FEMCoil，三相(兩組/每相)共6個連結各部元件電路參數-線圈：Turns：每極每相8*10匝=80Constant：電算設計之相電阻R1，因分為兩組，故為R1/2電路參數-三相電壓源：電壓幅值=5773.502692(10000/√3)[V]電源頻率=50[Hz]

相位角：A-相=120°

B-相=0°

C-相=240°[FEMCoil]聯結設定：依對應元件進行編輯，完成後警示符號會消失設定網格參數在[ProjectManager]欄–[Study:<Magnetic><Name>][Mesh]按右鍵出現[AddSizeControl][Part]•設定各別物件的網格尺寸參數網格設定-各別物件的網格尺寸參數

實體物件網格尺寸(mm)1Stator252Rotor253Coil94Bar75Ven76Core30網格設定-氣隙網格生長參數以滑鼠右鍵按[Mesh][Properties]設定如下網格設定-執行及完成網格模型右鍵[Mesh][Generate]執行，按便捷鈕[ViewMesh]切換幾何網格模型模擬計算/輸出設定在[ProjectManager]欄–以滑鼠右鍵按[Study:<Magnetic><Name

>][Properties]輸出設定-[Step]：設定結果數據的計算量與解析度輸出設定-[Conversion]：設定簡化模型結果數據的轉換、模型積厚設定結果數據的計算量與解析度輸出設定-[Circuit]：設定簡化模型驅動電路的轉換設定結果數據的計算量與解析度輸出設定-[Solver]：•平行運算控制•設定轉差參數採取趨近穩態的FEM計算設定簡化模型驅動電路的轉換設定結果數據的計算量與解析度輸出設定-[Nonlinear]：設定模擬計算的迭代、收歛設定簡化模型驅動電路的轉換設定結果數據的計算量與解析度模擬計算：右鍵按[Study:<Magnetic><Name

>][RunActiveCase]即開始模擬運算運算過程出現[JMAG-Designer:RunAnalysis]視窗–按[CustomizeMonitor]鈕編輯即時檢視物理量JMAG模擬數據列表額定轉速3000極數2頻率50FLT4456.7FLC91.985F/W0.02kw1400轉速(rpm)滑差頻率轉矩(Nm)電流(A,峰值)輸出功率(W)銅損(W)鐵損(W)效率(%)T-N(%)C-N(%)輸出功率(W)銅損(W)鐵損(W)30000.000050.000039.4720.4523.970.262.7843.59%0.89%20.04%23971.62262.722778.7429970.001049.95001618.9665.87522.003.362.8294.07%36.33%42.11%521995.553362.832817.0429940.002049.90003121.11115.051005.6312.062.8796.41%70.03%63.41%1005627.3012060.662869.8529910.003049.85004522.79175.741464.2425.782.9297.10%101.48%88.02%1464241.9325777.082922.9429880.004049.80005817.29234.491897.2844.002.9997.36%130.53%109.53%1897283.0243999.882993.8929760.008049.60009836.68433.413315.04150.023.3997.31%220.72%172.83%3315035.28150019.683387.1229520.016049.200013667.59720.294898.92414.093.7996.41%306.68%258.03%4898923.66414091.963792.7629040.032048.400013531.07989.785391.30806.654.1994.29%303.61%355.76%5391301.75806645.634187.3828080.064046.800010052.421156.244714.741140.024.5490.62%225.56%457.92%4714742.251140019.894536.72114126160.128043.60007037.361249.554139.621379.165.3786.53%157.91%552.20%4139623.3581379156.525373.24859322320.256037.20005815.321347.094131.721741.097.8182.96%130.48%629.27%4131724.341741089.447812.04966314640.512024.40004881.021447.374571.762240.784.3580.22%109.52%710.07%4571756.7952240784.864354.08923211640.612019.40004177.411467.854879.532351.285.9479.89%93.73%750.98%4879532.7322351283.925940.352598640.712014.40003707.931468.985372.942418.435.0980.54%83.20%775.31%5372935.472418432.955089.5861625640.81209.40003227.091478.086213.982432