本节主要介绍项目的创建以及几何模型的绘制。步骤写的很详细。

首先介绍Maxwell的基本建模过程。

建模过程

创建项目

在创建项目之前,先了解一下电机的基本结构:

电机模型

本节以三相永磁同步电机为例,参数如下:

  • 定子外径:180mm
  • 定子内径:120mm
  • 气隙长度:0.6mm。定子与转子之间的间隙称为电动机的气隙。气隙过大则磁阻增大,励磁电流增大,致使电动机的功率因数降低。气隙又不能过小,过小可能出现转子相擦现象。中小电机气隙一般在0.2~2.0mm为宜
  • 永磁体厚度:4mm
  • 转子内径:15mm
  • 定子槽数:36
  • 定子极数:4
  • 双层绕组,求解域为整个电机

1、对项目重命名:

2、求解器设置(在创建项目之后,就立即进行求解器设置,求解器设置和求解设置不是一个概念)

选择磁场中的静磁场

绘制几何模型(一)

任务:

  • 设置单位:mm

  • 绘制定子槽和定子槽中的导体

    定子槽坐标:(59.6, 1, 0)——>(61.25,1,0)——>(62.75,2.75,0)——>(79.25,4,0)

  • 对该线段进行镜像操作,镜像点(0,0,0)和(0,-1,0)

1、设置单位:mm

2、穿插的知识点:修改背景及视图

修改背景颜色

3、创建定子槽(多段折线)

绘制结果

4、重复该段折线(镜像操作)

image-20220218214423243

镜像结果

绘制几何模型(二)

任务:

  • 定子槽封闭合并

    直线:(59.6,1,0)——>(59.6,-1,0)

    圆弧:(79.25,4,0)——>(82,0,0)——>(79.25,-4,0)

  • 其他工具演示

5、绘制一个直线(直线命令)

6、圆弧封闭(圆弧命令)

一般不用太圆润的圆弧,故将其进行分段:

7、对所有线段进行合并

8、形成面域(覆盖行操作)


这里拓展其他的一些绘图操作:

(1)排列中的镜像不会保存源图像,复制中的镜像将得到两个图像,保存原始的图

Along LineAround Axis也是一样的效果

(2)复制(Duplicate)中的Along LineAround Axis分别指沿着线复制和沿着圈复制,类似与其他绘图软件里的阵列操作

Along Line操作

Around Axis操作


绘制几何模型(三)

任务:上下导体的绘制

  • 下层导体坐标:( 61.25,1,0 )( 61.25,-1,0 )( 62.75,-2.75,0 )( 71.99 ,-3.45,0 )( 71.99,3.45,0 ) (62.75,2.75,0) ( 61.25,1,0 )

9、绘制下层导体,直线命令

坐标点( 61.25,1,0 )( 61.25,-1,0 )( 62.75,-2.75,0 )( 71.99 ,-3.45,0 )( 71.99,3.45,0 ) (62.75,2.75,0) ( 61.25,1,0 )

10、将下层导体设置为面域(覆盖行)

修改颜色,重命名为down(下层导体)

绘制几何模型(四)

任务:

1、绘制上层导体

  • 上层导体坐标:(79.25,4,0 )、(71.99,3.45,0 )、( 71.99,-3.45,0 )、 (79.25,-4,0 )
  • 圆弧:( 79.25,4,0 )、(82,0,0 )、( 79.25,-4,0 )

2、绘制定子铁芯

  • 定子外圆:(0,0),(90,0),圆弧段数为36,一般和定子的槽数相同
  • 定子内径:(0,0),(60,0),圆弧段数为180,由于定子内圆和气隙接触,为

11、绘制上层导体,使用直线命令;再绘制圆弧

12、合并圆弧及线段,构成上层导体:

形成面域

重命名,并修改颜色

13、绘制定子铁心:
(1)定子外圆(0,0),(90,0),段数为36

效果

形成面域,并修改颜色:

(2)定子内径(0,0),(60,0),段数为180

类似于定子外径,这里不再详细介绍。

14、布尔运算,相减

相减结果:

绘制几何模型(五)

任务:

1、定子铁心合成

2、转子圆环绘制

(0,0),(55.4,0),段数为180

15、定子铁心合成

(1)阵列上下层

最终效果

(2)布尔相减

16、转子圆环绘制

(1)绘制转子外圆

(0,0),(55.4,0),段数为180

然后进行覆盖行操作,形成面域

(2)绘制转子内圆

(0,0),(15,0),段数为36

然后进行覆盖行操作,形成面域

(3)布尔运算,相减的操作,把内圆抠了

(4)将该部分重命名为rotor

最终效果

绘制几何模型(六)

永磁体:永磁体是能够长期保持其磁性的磁体。永磁体应用范围多种多样,其中包括电视机,扬声器,音响喇叭,收音机,皮包扣,数据线磁环,电脑硬盘,手机震动器等等。

永磁体的工艺:就像你平时见到的那种带有磁性钢棒.永磁体是在外加磁场去掉后,仍能保留一定剩余磁化强度的物体。要使这样的物体剩余磁化强度为零,磁性完全消除,必须加反向磁场。使铁磁质完全退磁所需要的反向磁场的大小,叫铁磁质的矫顽力。钢与铁都是铁磁质,但它们的矫顽力不同,钢具有较大的矫顽力,而铁的矫顽力较小。

永磁体的绘制:(1)永磁体外圆(2)捕捉法绘制永磁体

任务:绘制永磁体

(1)绘制圆,(0,0),(59.4,0),180段

(2)用捕捉法获取永磁体

17、绘制永磁体

(1)画一个(0,0),(59.4,0),180段的圆

(2)用捕捉法获取A点、B点,并做直线,重命名为mag

(3)镜像线段AB。(以(0,0)、(0,-1)为对称点)

(4)捕捉法绘制永磁体的内弧(30段)和外弧(30段)

(5)将四个段,合并在一起,并形成面域

(6)绕轴复制镜像操作,获取四个

(7)将1、3合并,将2、4合并

获取点A、B

镜像结果

绘制内弧和外弧

合并后覆盖行

镜像得到四个之后,两两合并为一个整体

绘制几何模型(七)

任务:绘制运动边界

  • 1.绘制定子求解区域
    定子气隙外圆(0,0) ,( 90,0),圆弧段数为36
    定子气隙内圆(0,0 ),( 59.7,0 ),圆弧段数为180
  • 2.转子运动区域band
    Band外圆(0,0) , (59.7,0),圆弧段数180
    Band内圆(0,0) , ( 15,0),圆弧段数36

18、绘制定子求解区域

(1)先绘制定子气隙外圆(0,0) ,( 90,0),并将其段数改为36;随后在将其面域化(覆盖行操作)

(2)再绘制定子气隙外圆(0,0) ,(59.7,0),并将其段数改为180;随后在将其面域化(覆盖行操作)

(3)内圆、外圆都绘制好之后,进行裁剪(相减布尔运算),大圆减去小圆

(4)定子求解区域重命名为“air”

19、绘制转子运动区域band

(1)Band外圆(0,0) , (59.7,0),圆弧段数180,形成面域(覆盖行操作)

(2)Band内圆(0,0) , (15,0),圆弧段数36,形成面域(覆盖行操作)

(3)内圆、外圆都绘制好之后,进行裁剪(相减布尔运算),大圆减去小圆

(4)定子求解区域重命名为“band”


几何模型小结



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最后修改:2022 年 05 月 17 日
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