Ansoft Maxwell 13电机电磁场实例分析

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Ansoft Maxwell 13电机电磁场实例分析 扫描版非常清晰,有目录。电机本体设计必备。
Ansoft Maxwell 13 电机电磁场实例分析 刘慧娟上官明珠张颖超 翟秀果罗淑元陈艺端编著 所宫版社 ·北京 内容简介 本书以各种电机为实例,全面介绍了 Ansoft maxwell 13软件的使用方法。主要 内容包括 Ansoft maxwell I3电机建模流程;永磁同步电机、变压器和笼型感应电机的 2D稳态场分析;感应电机、同步电机和无刷双馈电机的2D瞬态场分析;盘式电机3D 电磁场分析;永磁无刷直流电机和开关磁阻电机与外电路的耦合仿真;电机的参数化 建模与求解,以及 RMxprt在电机分析中的应用等。 本书适合电机应用领域的工程技术人员,电机与电器专业的教师及电机相关专 业的本科生、研究生使用。 图书在版编目(CIP)数据 Ansoft Maxwell 13电机电磁场实例分析/刘慧娟等 编著.一北京:国防工业出版社,2014.5 ISBN978-7-118-09426-8 I.①A..Ⅱ.①刘..①电磁场-有限元分析 应用软件Ⅳ.①O441.4-39 中国版本图书馆CP数据核字(2014)第080901号 ※ 囤所掌宫版社出版发行 (北京市海淀区紫竹院南路23号邮政编码100048) 北京奥鑫印刷厂印刷 新华书店经售 开本787×10921/16印张12%字数285千字 2014年5月第1版第1次印刷印数1-4000册定价36.00元 (本书如有印装错误,我社负责调换) 国防书店:(010)8854077 发行邮购:(010)88540776 发行传真:(010)8540755 发行业务:(010)88540717 前言 随着我国电工电子产品市场竞争的日益激烈,产品性能成为其在国际市场拥有竞争 力的关键。绝大多数的电工设备和电气装置的工作性能均由电磁场和其他物理场决定, 如电机、变压器、电力传输系统、磁悬浮列车、核磁共振成像系统等。由于电磁场数值分析 和计算机仿真模拟可为产品的设计与优化提供最可靠的依据,许多花费巨大的模型试验 可以由数值模拟取代。它在国内外企业、研究单位和高校已受到非常普遍的重视并得到 广泛应用,成为提高产品国际竞争力的重要手段。 Ansoft Maxwell正是这样一款用计算机数值模拟替代模型试验的仿真软件,它主要用 来分析二维和三维的电磁部件,例如电机、变压器、激励器以及其他电气和机电设备。 Ansoft maxwell 2基于麦克斯韦微分方程,采用有限元离散形式,将工程中的电磁场计算转 变为矩阵求解。这款电磁场有限元分析软件已成为工程设计人员和研究工作者在电子产 品设计流程中不可或缺的工具。 Ansoft maxwell 13沿用了 Ansoft Maxwell2相同的界面, 更直观易用。同时还扩展了其他一些功能,包括:更高级且易于使用的二维建模功能;强 大的全程脚本功能以及加强的后处理功能等。 Ansoft Maxwell RMxprt模块的电机类型中 增加了三相隐极同步电机,增加了自动创建 Ansoft Maxwell有限元分析模型的功能,包括 自动创建最小对称性几何模型,自动设置材料、边界条件、外电路激励、网格剖分、运动状 态和求解条件等,以及一个新的导线库,使工程师的设计更加方便。 本书以各种电机为实例,系统介绍 Ansoft Maxwell 133的使用方法。第1、2章通过实 际电机模型的建立和分析,让读者快速熟悉软件的使用方法。第3、4章以异步机、同步 机、直流机、变压器、双馈电机等类型电机为实例建立 Ansoft maxwell2D模型,并进行电磁 场的性能计算(包括静态场、涡流场、瞬态场)。第5章通过建立电机的 Ansoft maxwel3D 模型,介绍三维电磁场(静态场和瞬态场)的应用。第6章以无刷直流电机和开关磁阻电 机建模为例介绍电机外电路的设计。第7章主要介绍参数化建模与求解方法。第8章介 绍利用 RMxprt模块进行电机分析的方法。 本书特色 ·直观性和操作性强 本书的所有实例均给出了详细步骤,初学者可以直接通过实例快速入门。 ·融入经验性 Ansoft Maxwell有限元软件的使用需要有一定的技巧,技巧来自于实际经验的积 累。编者将该软件的一些使用技巧融入电机实例中,使读者在实例学习中逐渐掌握各 种技巧,从而更加准确、规范地应用该软件进行电磁场分析。 专题性 Ⅲ 本书着重对电机电磁场实例进行分析,具有很强的专业性和针对性,对于研究电机 的读者来说,本书适合其进行电机专题的学习和研究。 本书由北京交通大学电气工程学院电机与电器研究所刘慧娟课题组编写:刘慧娟负 责本书的框架构思及统筹;上官明珠编写第1、2章;张颖超编写第3、8章;罗淑元编写第 4章;翟秀果编写第57章;陈艺端编写第6章。另外,张千为本书的一些实例提供了材 料与数据,陈艺端对全书进行了整理和校订。 由于时间仓促,作者水平有限,不妥之处在所难免,敬请广大读者批评指正。 编者 2014年4月 目录 第1章 Ansoft Maxwell 13概述 1.1 Ansoft maxwell电磁场分析软件简介 ,,,,, 1.1.1 Ansoft Maxwell2D电磁分析模块… 1.1.2 Ansoft maxwell3D电磁分析模块 2 1.2 Ansoft Maxwell 113软件快速入门… 2.1 Maxwell2D的界面环境… 1.2.2 Maxwell2D的模型绘制… 1.2.3 Maxwel!2D的材料管理 11 1.2.4 Maxwell2D的边界条件和激励源…17 1.2.5 Maxwell2D的网格剖分和求解设置 27 1.2.6 Maxwell2D的结果查看…34 第2章 Ansoft maxwell 13电机建模流程 …………………41 2.1创建项目… 41 2.2绘制几何模型 43 2.3设置各部件材料属性… 48 2.4设置运动部件和边界条件……………………49 2.5设置绕组和激励条件… …50 2.6设置剖分参数与剖分操作……………52 2.7求解设置 ………53 2.8查看求解结果…………………………54 第3章 Ansoft maxwell 13二维稳态场分析 58 3.1永磁同步电机静态场分析 3.1.1创建项目 …58 3.1.2绘制几何模型… 3.1.3设置各部件材料属性 ∴………64 3.1.4设置绕组激励与边界条件………………………………………66 3.1.5设置剖分参数与剖分操作 67 3.1.6求解设置…… 68 3.1.7查看求解结果… 3.2变压器静态场分析…………………………………………………70 3.2.1创建项目 71 3.2.2绘制几何模型 …………………………71 3.2.3设置各部件材料属性 72 3.2.4设置绕组激励与边界条件……………72 3.2.5设置剖分参数与剖分操作… …72 3.2.6求解设置……………………73 3.2.7查看求解结果 74 3.3笼型感应电机涡流场分析 75 3.3.1创建项目…… 75 3.3.2绘制几何模型 75 3.3.3设置各部件材料属性 7 3.3.4设置绕组激励与边界条件……………………………80 3.3.5设置剖分参数与剖分操作 82 3.6求解设置… 83 3.3.7查看求解结果 83 第4章 Ansoft maxwell 13二维瞬态场分析………………86 4.1三相笼型感应电机瞬态场分析…… 86 4.1.1创建项目………… ∴86 4.1.2绘制几何模型……………………………86 4.1.3设置各部件材料属性 90 4.1.4设置绕组激励与边界条件………… 91 4.1.5设置运动部件 ……91 4.1.6设置剖分参数与剖分操作…………………………91 4.1.7求解设置 4.1.8查看求解结果………………………………………93 4.2永磁同步电机瞬态场分析 95 4.2.1创建项目 95 4.2.2绘制几何模型 95 4.2.3设置各部件材料属性… 98 4.2.4设置绕组激励与边界条件… 100 4.2.5设置运动部件… 102 4.2.6设置剖分参数与剖分操作 102 4.2.7求解设置………………………………………………………………103 4.2.8查看求解结果… 103 4.3无刷双馈电机瞬态场分析…………………………………105 4.3.1创建项目 105 4.3.2绘制几何模型… ………………106 4.3.3设置各部件材料属性 4.3.4设置绕组激励与边界条件… l10 4.3.5设置运动部件……………………11l 4.3.6设置剖分参数与剖分操作… …111 4.3.7求解设置………112 4.3.8查看求解结果 l13 第5章 Ansoft Maxwell13三维电磁场分析 ……………115 5.1从一般二维模型转换为三维模型…115 5.1.1创建项目 ……115 5.1.2绘制几何模型…115 5.1.3设置各部件材料属性… 119 5.1.4设置绕组激励与边界条件… 120 5.1.5设置运动部件 122 5.1.6几何模型剖分………………123 5.1.7求解及查看求解结果 123 5.2盘式电机三维瞬态场分析……………………………124 5.2.1创建项目 124 5.2.2绘制几何模型………………………124 5.2.3设置各部件材料属性 130 5.2.4设置绕组激励与边界条件…………………………………130 5.2.5设置运动部件……… 131 5.2.6求解及查看求解结果…………………………………131 第6章 Ansoft Maxwell 1:3与外电路的耦合应用……………133 6.1永磁无刷直流电机 133 6.1.1问题描述………… 133 6.1.2控制电压电路 …134 6.1.3电机驱动主电路… 137 6.14电机电路设置 …141 6.1.5电路与有限元模型的耦合………………………………………143 6.1.6设置机械运动… ………145 6.1.7稳态分析及查看结果……………………………………145 6.1.8瞬态分析及查看结果 …147 6.2开关磁阻电机…… ………………………150 6.2.1问题描述… 150 6.2.2控制电压电路………………………………………………151 6.2.3电机驱动主电路… 151 6.2.4电机电路设置…………………………………151 6.2.5外电路与有限元模型的耦合 …151 Ⅶ 6.2.6设置机械运动 152 6.2.7稳态运动分析及查看结果 ………………152 6.2.8瞬态分析及查看结果… 155 第7章 Ansoft Maxwell 1:3参数化建模与求解 …158 7.1内嵌式永磁同步电机参数化模型 …158 7.2设置参数化求解变量………………………………159 7.3查看求解结果 …………161 第8章 Ansoft Maxwell 113 RMxprt的应用………………164 8.1 RMxprt在感应电机设计中的应用… 8.1.1工程模型… …165 8.1.2创建项目… 165 8.1.3设置电机参数 167 8.1.4设置仿真参数……… 177 8.1.5求解及查看结果 178 8.2 RMxprt与 Maxwell2D/3D有限元模型的转换 180 8.2.1从 RMxprt模型转换为 Maxwell2D模型……… 181 8.2.2从 RMxprt模型转换为 Maxwell3D模型…………………183 8.2.3 RMxprt模型的参数分析 …………186 参考文献 ……………………………………………………………………192

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