全国电机设计大赛PPT

全国电机设计大赛PPT第一页，共16页。资讯：专业的电机设计软件——Motorsolve软件节能电机业务或将取得突破性发展宿州首台大型风电机即将并网发电徐工完成首批行走液压马达设计主电机的改造在工业上的应用和实践第六届中国(嵊州)电机展将于10月举行ABB工业机器人、高效电机和变频器等产品和解决方案亮相上交会第二页，共16页。MotorSolve平台在汽车辅助转向用永磁同步电动机综合物理场分析中的应用浅析电机设计软件MotorSolve免费网络培训【视频】基于Motorsolve的水泵用无刷直流电机的分析Infolytica软件在兆瓦级外转子永磁风力发电机开发中的应用高速开关磁阻风机设计新型的蛙腿式绕组永磁无刷直流电机(英文)风机用外转子电机的设计与分析第三页，共16页。基于motersolve的10万转高速永磁无刷直流电机设计仿真以及极数对比分析基于MotorSolve的纯电动客车用120kW三相异步电动机优化设计基于Motorsolve的开关磁阻电机优化设计及有限元分析基于MotorSolve的小功率永磁同步电机设计用MOTORSOLVE设计开关磁阻电机与电励磁双凸极电机对比直流永磁40W电机计算第四页，共16页。问答：我用motorsolve软件库中的材料，计算出来的齿槽转矩很小，但是我用自己导入的材料，计算出来的齿槽转矩却很大，这到底是怎么回事呢？你可以检查一下你的材料，查看一下（dB/dH）2的值，如果这些数值有较多的0值的话，那么motorslove软件很难进行取值，这也影响了motorslove的计算速度。因为软件计算的时候会使用（dB/dH）2值。我目前正在设计轮毂电机，但是我在motorsolve里面找不到这样的模块，是不是motorsolve只能分析4种电机（无刷电机，感应电机，开关磁阻电机，有刷电机）呢？motorslove主要是用来分析旋转电机的，它不能用来分析轴向电机和直线电机。但是，它也不是只能分析这4种电机，只要是旋转电机都可以分析。像轮毂电机，可以自己建立定转子的模型导入到motorslove，而且上述所说的4种电机，细分的话可以包括：无刷永磁直流，永磁同步电机，电励磁同步电机，有刷直流电机，开关磁阻电机，感应电机，开关磁阻电机等等。第五页，共16页。我试用了motorsolve来设计我司的BLDC，也试用MagNet软件对齐进行分析，来验证motorsolve的可靠性。但是这里面发现一个问题：我发现motorsolve里面的精度设置，对应了不同的网格密度和节点数。所以我想知道，infolytica厂商能不能开发这样的端口，让用户来进行网格的密度和节点数的设置呢？就目前而言，infolytica公司还没有开放这个端口的计划。后续的开发中，不排除开放端口的可能。宣传册上显示，motorsolve结合了有限元法和磁路法，但是两者到底如何结合呢？为什么说它比起其他软件，能够保证计算速度和精度呢？motorslove内置了MagNet的静态2D求解器，它是有限元法和磁路法的结合，既保证了精度也保证了分析速度。这里以开关磁阻电机（SRM）为例，来解释它是如何结合有限元法和磁路法的。行业内关于开关磁阻电机设计方面的权威的书籍中，都会涉及到对齐位置和非对齐位置的电感以及两者之间的电感差（关系到电机的输出和效率等方面），motorslove在开关磁阻电机的设计中，对对齐位置和非对齐位置处的电感进行了有限元法的分析，两者之间的电感采用了磁路法。它的精度是得到认可的，在电机本体的前期设计中，能够很好的发挥作用。第六页，共16页。我在设计自己的电机的时候，发现齿槽转矩非常大，然后我又用magnet进行了计算，发现magnet的计算结果和我预计的结果差不多。这里我就很有疑惑，我使用motorsolve，主要是为了快速的得到精确的结果，如果精度保证不了，我很难认同motorsolve在设计电机方面的可行性。那么它还有什么优势呢？motorslove的计算精度和很多因素有关。数据点的数量和精度的选取是很重要的。数据点的数量较多的情况下，求解的时间会比较多，相应的曲线的平滑性也比较高；而对于速度/精度的权衡方面，对于不同的求解相，它的设置是不同的。下面有个推荐的精度以供参考：求解相 速度/精度的权衡（最低精度要求推荐）齿槽转矩 5or6转矩 3or4MotionAnalysis（转矩） 1设计的过程中，选取合适的精度是必要的，任何软件都需要从掌握到精通的过程。第七页，共16页。MotorSolve的材料库中包括哪些材料？MotorSolve包括了一百多种已经定义好的材料，分为四类：永磁材料、转子材料、定子材料和线圈材料。初次之外，MotorSolve还能够自定义材料。motorsolve主要分析哪些电机啊？motorslove主要用于旋转电机，主流的永磁电机，磁阻电机，感应电机等等都可以分析，包括旋转电机中的轮毂电机，都是可以分析的。但是像直线电机，轴向电机就不适合在motorslove里面分析MotorSolve是基于路的方法吗？MotorSlove是结合磁路法和有限元法的专业电机设计软件，它既能保证有限元法的精度，也可以像磁路法那样，减少计算时间第八页，共16页。在MotorSolve中绕组可如何设置？所谓“绕组”，是指一些按一定的规律连接起来的线圈的总和。绕组通电后，与转子磁钢所产生的磁场相互作用，产生力或转矩驱使转子带动外负载一起转动（其大小和方向可由左手定则确定），从而决定了电动机的运动过程。转子磁钢转动后，其磁力线反过来又切割定子绕组，在定子绕组中产生感应电动势，反过来又影响电动机内电动势的平衡关系。可见通电绕组和磁场之间的相互作用，是电动机内部机电能量转换的主要媒介。绕组的具体结构和连接方式对机电能量转换过程、感应电动势、电路参数和电磁转矩等基本问题有重要的作用。在直流无刷电机中，绕组又分为单层绕组和双层绕组。每个槽内放置一个绕组边时，称为单层绕组；每个槽内放置两个绕组边时，且分为上、下层时，称为双层绕组。双层绕组一般都采用短距绕组，其节距y在0.8τ左右，使5次和7次谐波对其的影响削减到比较小，这样既改善了电动机的电磁性能，又可节省材料（因为绕组的端部接线缩短了）。主要参数如下：1、general大体设计参数A、Layoutmethod绕接方法：分为自动和手动两种方法；B、Endwindingresistance每相绕组端部电阻（单位欧姆）；C、Endwindinginductance每相绕组端部电感（单位亨特）；D、Numberofparallelpaths并联支路数；E、Wiresizemethod电磁线尺寸设置方法：指定电磁线面积的计算方法（每相绕组winding由W个线圈coil串并联组成，每个线圈由放置在不同的两个槽里面的导体端部连接生成，每个槽里有N匝导体conductor，每个导体由M条电磁线strand并绕而成）第九页，共16页。①Fillfactor槽满率，指定不包含绝缘的导体截面积相对于不含衬垫的槽的面积；②Strandarea电磁线截面积；③Stranddiameter电磁线直径；④AWGnumber美国标准线规；⑤SWGnumber英制标准线规；⑥MWGnumber，theMetricWireGauge；⑦Rectangular矩形电磁线；⑧Numberofstrandsinhand并绕线数，即形成一个导体的电磁线并绕根数；2、Layout:Automatic绕接方式：自动A、Windingtype指定同一相的绕组如何交叠，有两种方式：①Lap叠绕组②Concentric同心绕组B、Coilspan线圈的跨距（第一节距）C、Numberoflayers槽中线圈的层数（单层和双层）D、Numberofcoilsperset：线圈组（极相组），把属于同一个极下同一相的所有线圈串联在一起成为一个极相组（线圈组）；E、Phaseoffsets两相开始槽距离（槽数）F、Layout绕组设计G、Numberofturns匝数第十页，共16页。3、Layout:Manual绕接方式：手动A、PhaseBoffsetB、PhaseCoffsetC、NumberofphaseAcoilsD、NumberofphaseBcoilsE、NumberofphaseCcoilsF、LayoutofphaseAG、LayoutofphaseBH、LayoutofphaseCA、Windingfactors：绕组因数，各相的平均值，本处显示的是基波分量的绕组系数；B、Angularspread：角展度，当采用自动绕组连接时，将会有多种绕组连接方式，Angularspread用来评估这些方式的绕组的质量；具体意思：当槽#1的电流是峰值时，假设转子上的某一点对应槽#1的中心，当转子旋转时，对应于槽#1的这一点将会路过其他的槽，此时，每个槽里面的电流理论上也将分别出现峰值。每个槽的Angular误差就是槽里面实际电流相位和理想电流相位之差。Theangularspread就是所有槽的Angular误差的昀大值和昀小值的差。C、Conductorarea：槽中导体的面积；D、Fillfactor：槽满率。第十一页，共16页。在MotorSolve中瞬态分析和PWM分析有什么不同？瞬态分析远比pwm分析精确，它采用时步有限元法进行求解，可以考虑材料的非线性。然而他假设电机连接在理想的电流源（例如没有电压限制），这种情况是不现实的，特别是在高速运行时。还有就是瞬态分析计算时间比pwm计算时间要长，所以，转速和超前导通角的曲线不易得到因为要消耗很多的时间。这种分析方法能很好的验证pwm分析结果：当将pwm分析中的仿真类型从“PWM三相桥式”变为“DC驱动”，此时pwm分析中输入电机的电流波形和瞬态分析中电流波形是一致的。\"图片1.png\"\"图片2.png\"Pwm分析方法是功能非常强大的一种分析方法，他模拟电机连接到三相桥式电路。Pwm分析方法的局限性：理解pwm分析原理有助于避免错误结果，因为相对于转速来说，pwm的频率相当高，所以采用时步有限元法不是很实际。因此采用其他算法代替，即电机模型由很多小的有限元分析方法完成，模型采用三相桥式电路和电流逻辑控制，模型可以考虑磁饱和特性，然而由于模型是线性的，因此某些饱和特性不能观察。结果的准确性通过瞬态仿真进行验证。当观察Time-averaged平均或Harmonic谐波内容的结果时，我们首先需要确定瞬态电流是否已经达到稳定状态；如果没有，增加Numberofperiods这个参数以延长仿真时间。只有昀后一个周期才是对Time-averaged平均或Harmonic谐波内容有用的。当开关频率非常高时，仿真将需要非常多的采样点，因此，参数Maximumnumberofsamplepoints需要增加。实际电压和能量波形都含有高频浪涌分量，很难通过瞬态曲线来表达他们。对于这些参数，可以通过设置Smoothinginterval滤波时间间隔这个参数来近似得到他们。第十二页，共16页。MotorSolve模型很大怎么办？MotorSolve模型很大的原因其一是：保存时把计算的结果也保存了进去。为减小模型，可以保存前删除里面的结果，只保存模型。结果里-删除所有缓存的结果，以减小文件的大小。motorsolve主要分析哪些电机啊？motorslove主要用于旋转电机，主流的永磁电机，磁阻电机，感应电机等等都可以分析，包括旋转电机中的轮毂电机，都是可以分析的。但是像直线电机，轴向电机就不适合在motorslove里面分析MotorSolve是基于路的方法吗？MotorSlove是结合磁路法和有限元法的专业电机设计软件，它既能保证有限元法的精度，也可以像磁路法那样，减少计算时间第十三页，共16页。文库：永磁同步伺服电机设计.pdf风力发电机叶片设计与气动性能仿真研究.pdf基于motorsolve的数控机床用永磁伺服交流电机的设计.pdfMotorSolve-绕组分层，分析和短距绕组.pdfMotorsolve4.1功能简介.pdfMotorSolve在小型永磁同步电机综合物理场分析中的应用.pdf基于MotorSolve的纯电动客车用120kW三相异步电动机优化设计-韩守亮.pdf基于MotorSolve的小功率永磁同步电机设计-吴苏敏.pdf第十四页，共16页。基于motorsolve的水泵用无刷直流电机的设计-