ANSYS Maxwell R18.1的IPM永磁同步电机的退磁仿真方法.pdf

ANSYS Maxwell R18.1是一款广泛用于电磁场仿真分析的软件，由美国Ansys公司开发，其在电机设计和分析领域尤其受到重视。本文档主要讨论了在ANSYS Maxwell R18.1环境下，进行内置式永磁同步电机（IPM）退磁仿真分析的方法。IPM电机在过电流等异常工况下可能会出现退磁现象，导致电机性能下降甚至报废，因此进行退磁分析对于电机设计和安全运行非常重要。 文档介绍了一个基于ANSYS Maxwell R18.1的IPM电机退磁分析案例，案例分为三个部分，分别代表不同电流条件下的空载运行状态。案例项目名为“IPM_3-Demag_Training”，包含三个案例：“01Normal_0A”，“02Source_50A”和“03Target_0A”。其中，“01Normal_0A”为正常空载运行状态的仿真，“02Source_50A”为加载50安培大电流后的仿真，“03Target_0A”为电流移除后退磁效果的仿真。 在进行仿真分析前，需要对仿真案例进行相应的设置。案例设置包括设计属性对话框的配置，其中包括设置相电流的RMS均值为变量“Irms”，并将其分别设置为0A和50A，以及三相电流源函数的配置，确保仿真能够模拟电机在特定电流条件下的运行状态。 仿真案例还需设置运动属性、边界条件、网格剖分和时间步长。虽然文档中未详细叙述这些设置的细节，但是这些设置对于仿真结果的准确性至关重要。运动属性涉及电机旋转运动的模拟，边界条件与电机外部电磁场环境的设定有关，网格剖分决定了仿真分析的精细程度，时间步长则影响着仿真过程中的时间分辨率。 一旦完成案例设置，接下来是运行计算。通过点击“Analyze”按钮执行计算过程。仿真完成后，文档展示了仿真结果，包括三相空载相反电动势波形图。在正常空载状态下，相反电动势的RMS均方根值约为114.7V；而在加载50A大电流后，该值上升至260.6V。这些数据反映了大电流对于电机退磁的影响。 案例还描述了如何在仿真案例之间建立映射关系，以实现不同案例间电磁参数的传递。例如，在“02Source_50A”案例中计算得到的退磁设置可以映射到“03Target_0A”案例中，用于分析大电流移除后磁钢的退磁情况。通过映射，可以模拟电机在电流施加和移除后的退磁过程，分析其在时间上的动态退磁行为。 通过文档所述的仿真方法和步骤，工程师可以进行IPM电机在不同运行条件下的退磁仿真分析，进而预测电机在实际运行中可能出现的退磁风险。这有助于电机设计师采取措施优化电机设计，提高其可靠性与耐久性，确保电机在极端工况下的性能稳定。 这份文档详细介绍了使用ANSYS Maxwell R18.1进行IPM电机退磁仿真分析的完整流程，包括案例设置、运行计算以及结果分析，为电机设计人员提供了一个实际操作的仿真分析范例。