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楼主: mfkfnaps

[Maxwell] MAXWELL 2D 参数化建模研究(原创)

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该用户从未签到

发表于 2017-8-17 14:26 | 显示全部楼层
有限元说白了就是个虚拟测功机,简单的参数化就行了。其他的感觉而是在玩软件。
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[LV.1]初来乍到

 楼主| 发表于 2017-8-17 14:48 | 显示全部楼层
mawentao 发表于 2017-8-17 14:26
有限元说白了就是个虚拟测功机,简单的参数化就行了。其他的感觉而是在玩软件。

非常感谢您参与讨论,的确如您所说,工具用好了能提高工作效率,减少打样成本,缩短开发周期。
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[LV.6]常住居民II

发表于 2017-8-17 17:31 | 显示全部楼层
学习一下如何参数化建模,谢谢楼主!
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[LV.1]初来乍到

发表于 2017-8-17 22:50 来自手机 | 显示全部楼层
大神可以出书了啊啊
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该用户从未签到

发表于 2017-8-18 07:55 | 显示全部楼层
感谢楼主教学。但是转子很多时候要自己导入CAD的吧,那参数化有哪些需要注意的呢
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[LV.1]初来乍到

 楼主| 发表于 2017-8-18 08:36 | 显示全部楼层
masa 发表于 2017-8-17 22:50
大神可以出书了啊啊

感谢技持,差距还很大,语言组织能力还有待提高,理工人员的致命伤。
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 楼主| 发表于 2017-8-18 08:38 | 显示全部楼层
苏玮桥 发表于 2017-8-18 07:55
感谢楼主教学。但是转子很多时候要自己导入CAD的吧,那参数化有哪些需要注意的呢

导入CAD就不好参数化处理了,或者说处理起来比较麻烦,本文就是想通过一些技巧的运用,不通过CAD来建模。
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 楼主| 发表于 2017-8-18 09:10 | 显示全部楼层
还是乱掉了,有版主能帮帮我么,前面的楼层不能编辑了。
建立定子模型
a)        选择菜单Draw > User Defined Primitive > Rmxprt > SlotCore
b)        参数如下
图六.1.png
c)        SlotType分别为1~6时,槽形如下图所示。     
d)        以上槽形基本上含盖了常用结构,如有特殊要求时,可以通过画线及画弧功能形成槽形,然后定义各关键点为参数,最后阵列,BOOL减,但这种方法相对麻烦,特别是当槽数变更时要重新阵列,BOOL减,虽然参数化,但并不理想,期待下版软件更新时能将阵列指令的角度及个数(关联参数)可以参数化,到时就比较理想了。
e)        重命名,Stator
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 楼主| 发表于 2017-8-18 09:12 | 显示全部楼层
        建立定子Region
a)        工具栏内选择Draw circle,点中原点,任意画圆。
b)        选中该圆,在特性内的Radius格内添入Stator_OD/2。
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 楼主| 发表于 2017-8-18 09:13 | 显示全部楼层
本帖最后由 mfkfnaps 于 2017-8-18 09:16 编辑

建立线圈模型
a)        选择菜单Draw > User Defined Primitive > Rmxprt > LapCoil。
b)        参数如下。
图八.1.png
c)        重命名,Coil
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 楼主| 发表于 2017-8-18 09:42 | 显示全部楼层
本帖最后由 mfkfnaps 于 2017-8-18 09:53 编辑

参数化调整
a)        至此,参数化建模过程已经结束,要进一步对模型进行处理才可以完成有限元分析。
b)        鼠标左键点中MAXWELL2DDESIGN1,所有的自定义参数均出现在properties中。
图九.1.png
c)        调整前效果图
图九.2.png
d)        调整后效果图(Poles由4改6,Stator_slots由36改24)
图九.3.png
e)        当极数,槽数,转子磁铁样式有变更时,参数化到到本步为止,后面的相关内容要重新操作,否则会出错

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 楼主| 发表于 2017-8-18 10:10 | 显示全部楼层
磁铁模型拆分成单体
a)        在Sheets栏内选中Magnet
b)        在菜单栏中选中Modeler > Boolean > Separate Bodies ,效果如下,至此,磁铁已经完成拆分,每块磁铁都是独立的了,并且有自己的名字。
图十.1.png
c)        在Sheets栏内选中Magnet
d)        在菜单栏中选中Modeler > Boolean > Separate Bodies ,WidthMag要变更下,由原来的MAG_W-20变为MAG_W-25,否则磁铁联一起就拆不开了,效果如下。
图十.2.png
e)如果参数化设计过程中,当极数,转子磁铁样式没有变更时,本步不需要重新操作
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 楼主| 发表于 2017-8-18 10:11 | 显示全部楼层
本帖最后由 mfkfnaps 于 2017-8-18 10:46 编辑

线圈模型拆分成单体

a)        在Sheets栏内选中Coil
b)        在菜单栏中选中Modeler > Boolean > Separate Bodies ,效果如下(为了易于分项,把Stator_slots由24改回36)
图十一.1.png
c)        如果参数化设计过程中,当槽数没有变更时,本步不需要重新操作
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 楼主| 发表于 2017-8-18 11:14 | 显示全部楼层
Split拆分
a)        在菜单内选择Edit > Select All
b)        在菜单栏中选中Modeler > Boolean > Split,如下图
图十二.1.png
c)        完成指令后的效果图  
图十二.2.png
d)        选择菜单Edit > Arrange >Rotate,添写-30度,跟据项目实际情况进行添写,如下图
图十二.3.png
e)        在菜单栏中选中Modeler > Boolean > Split,如下图
图十二.4.png
f)        完成后效果图如下
图十二.5.png
g)        菜单选择Maxwell 2D > Design settings, 在Symmetry Multipliert选项卡内设定单元电机个数,如下图
图十二.6.png
h)        在Model Settings选项卡内设定电机计算长度,如下图
图十二.7.png
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 楼主| 发表于 2017-8-18 13:02 | 显示全部楼层
本帖最后由 mfkfnaps 于 2017-8-18 13:04 编辑

材料赋值
a)        在Sheets内选中所有Coil,在Properties的Material内点小三角并选择Edit…,在弹出的对话框内选择RMxprt,选择Copper_75C,可根据实际情况设定材料。
图十三.1.png
b)        同上设定定子,转子,磁铁材料,完成后效果如下
图十三.2.png
c)        由于材料新建方法及相关铁损曲线建立等等不是本文讨论重点,不展开讨论,感兴趣的朋友可自行查找相关资料。
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 楼主| 发表于 2017-8-18 13:06 | 显示全部楼层
磁铁面坐标系建立
a)        在菜单内选择Edit > Select > Faces
b)        选中Magnet_separate6,在菜单内选Modeler > Coordinate System > Create > Face CS,选则任一角点,然后再选相临一角,这两点形成X轴的正方向,跟据实际充磁情况,合理选择第一,第二点,效果如下图。
图十四.1.png
c)        重复以上操作,分别为其它磁铁生成面坐标系。
d)        选择菜单Modeler > Coordinate System > Set Work CS,在弹出对话框内选择Global
e)        选中Magnet_separate6,在Orientation内选择FaceCS1,效果如下图  
图十四.2.png
f)        重复以上操作,分别设定其它的磁铁。
g)        选择菜单View > Show All > Active View
h)        选择菜单Edit > Select > Objects
i)        以上是面坐标的定义方法,可用相对坐标系,但每次定义都要选一次Global坐标系,而且新生成的坐标系都过原点,我感觉相对麻烦且不直观,所以不做研究,感兴趣的朋友也可自行研究。
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 楼主| 发表于 2017-8-18 14:45 | 显示全部楼层
线圈分相
a)        本例按集中绕线来做,其它方式请朋友们自行研究,由a=p*360/z,得出电气角度,本例p=3,z=36,a=30度,q=z/2mp=2,由a=30可知道,AB项相差4槽,可得下线方式为A-A-CCB-B,据此将单元电机进行分项,在Sheets内选中CoilA,在Project内的Excitations上鼠标右键点击,选择Assign >Coil,添入线圈匝数及电流正反向信息,红色A相,黄色B相,兰色C相。  
图十五.1.png
图十五.2.png
b)        线圈定义,在Project内的Excitations上鼠标右键点击,选择Add Winding,生成三项线圈,分别命名WindingA/WindingB/WindingC,类型可选电流,电压,或外电路,本例选电流,如果是单匝线圈选Solid,如果是多匝线圈选Stranded。  
图十五.3.png
c)        绕组联接,右键在WindingA上点击,选Add Coils,如下图
图十五.4.png
d)        重复操作,完成WindingB,WindingC设定,完成的效果如下图
图十五.5.png
e)        在WindingA上双击鼠标左键,设定电流为Im*sin(2*pi*freq1*time+Gamma),Im为电流最大值,pi为系统变量,freq1为频率=speed_rpm/60*Poles/2,time为系统变量,注意定义各变量的单位,在这里特别说明Gamma单位可以定义成角度也可以定义成弧度,不影响计算结果。
图十五.6.png
f)        同上,定义WindingB/WindingC电流分别为Im*sin(2*pi*freq1*time+Gamma-2/3*pi)/ Im*sin(2*pi*freq1*time+Gamma+2/3*pi)
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 楼主| 发表于 2017-8-18 14:48 | 显示全部楼层
网格划分
a)        选中定子,选中菜单Maxwell 2D > Mesh Operations > Assign > Inside Selection > Length Based,在弹出的对话框中可以设置最大长度及最大数量,设置自己易于记录的名字。
图十六.1.png
b)        重复前面动作,完成转子,线圈,磁铁, Region,Band等的剖分.
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 楼主| 发表于 2017-8-18 14:51 | 显示全部楼层
边界设定
a)        在工作区任意空地位置右键,选择Select  Edges
b)        选择和X轴重合的Stator_Region边,选择菜单Maxwell 2D > Boundaries > Assign > Master,如果方向不对可以选中复选框的Reverse Direction
图十七.1.png
c)        选择和X轴不重合的Stator_Region边,选择菜单Maxwell 2D > Boundaries > Assign > Slave,如果方向不对可以选中复选框的Reverse Direction ,Master Boundary 选Master1,Relation选Bs=-Bm
图十七.2.png
d)        选择圆弧,选择菜单Maxwell 2D > Boundaries > Assign > VectorPotential,一般按不漏磁处理,即Value设置为0.
e)        本例是单元电机分析,如果不是进行单元电机分析,整个模型分析时,边界可以设计成气球边界。
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 楼主| 发表于 2017-8-18 15:39 | 显示全部楼层
运动设定
在Sheets中选中Band,在Project Manager内的Model上鼠标右键点击,选择Motion Setup > Assign Band,在TYPE选项卡内,选择Rotation,在Data选项卡内设置初始角度,在Mechanical选项卡内设置转速/转动惯量/阻尼/负载力矩等信息(部分内容勾选复选框Consider Mechanical Trans… 后出现)
图十八.1.png
图十八.2.png
图十八.3.png
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