Ansoft瞬态场计算步骤及与RMxprt的结果对比

一、打开模型图界面，在界面上点击右键---选定Assign Excitation---选定Set Core Loss
二、在Set Core Loss 点击左键进入以下界面
在Stator 和Rotor 后面的Core Loss Setting 栏复选框点击出现如上图所示√，注意如果是系统定义的软磁材料后面的Defined in Material 栏下的小方框里会出现√这表示在定义材料特性时，已经将铁耗计算相关的系数已经定义，可以用于铁耗计算。

三、按照下图所示在Analysis 处Setup1 处点击右键弹出如下对话框，选中Analysis 点击开始计算
四、按下图所示在Results 处点击右键弹出如下对话框依次如图选中Create Transient
Report----Rectangular Plot 点击左键进入到第五步
五、经过第四步骤操作将弹出下面的对话框，在图中Gategory 选中Loss,然后选中Coreloss,选中项背景框如图变蓝，然后点击图中的New Report,这样就能在ANSOFT Results 中添加XY Plot 1 显示结果。

六、在ANSOFT Results 中添加XY Plot 1 观察铁耗结果
点击XY Plot 1 弹出铁耗图。

Ansoft Maxwell参数化-脚本化-多核运算-快捷教程RMxprt、Maxwell、Workbench和Simplorer基础培训教程一、Maxwell 2D部分1、多核运算在工具栏中点击选项，进入HPC编辑界面，将核心数设置为电脑总核心数，任务数设置为所需调用的核心数，在作业分配中勾选瞬态求解器，即可看到CPU占用率的上升。

2、气隙多层设置根据之前的仿真对比，为了获得更好的结果精度和计算时间，建议将气隙分为四层。

1）在气隙中，将Band默认设置为中间层，在Band和转子之间画一个圆面circle1，在Band和定子之间画圆面circle2.2）选择中circle1、circle2、Band右键分配网格，给定长度，最大长度建议使用默认值的1/10.3）划分初始网格：右键分析-应用网格。

查看网格：全选模型，右键绘制网格。

根据效果可以修改网格长度。

重画之前需将上次的网格初始化：右键分析-恢复初始网格。

3、求解1）设置模型运动设置-机械，给定转速，如果考虑机械瞬态可以勾选，设置转矩、转子转动惯量、阻尼。

模拟启动可以将转矩设置为负载转矩，转速设置为0rpm，即从0rpm启动直到额定工况。

有时设置机械项会出现错误：时间分解方法不支持机械瞬态。

一般重新设置，或者重新检查分析或者关闭多核运算即可)。

2）设置求解时间步长。

通常情况下，点击0.2秒后会达到稳定状态，根据需求设置求解时间和精度。

4、参数化自动求解参照《Ansoft12在工程电磁场中的应用》一书，第九章内容并结合自己的经验。

对于任意输入的数值，都可以将该数值变为字母参数（部分单词在软件中已经有特定定义，如时间、功率等）。

例如，计算不同负载。

1）将运动设置负载设置为负载转矩输入T，单位改为Nm。

2）在优化分析中，右键添加参数，出现如下图对话框，点击添加。

于为什么会出现这种情况，具体原因需要进一步排查。

3、在右侧添加变量T，并更改变化参数，可以在Table 中查看参数扫描变化范围。

§3.1瞬态动力学分析的定义瞬态动力学分析（亦称时间历程分析）是用于确定承受任意的随时间变化载荷结构的动力学响应的一种方法。

可以用瞬态动力学分析确定结构在稳态载荷、瞬态载荷和简谐载荷的随意组合作用下的随时间变化的位移、应变、应力及力。

载荷和时间的相关性使得惯性力和阻尼作用比较重要。

如果惯性力和阻尼作用不重要，就可以用静力学分析代替瞬态分析。

瞬态动力学的基本运动方程是：其中：[M] =质量矩阵[C] =阻尼矩阵[K] =刚度矩阵{}=节点加速度向量{}=节点速度向量{u} =节点位移向量在任意给定的时间，这些方程可看作是一系列考虑了惯性力（[M]{}）和阻尼力（[C]{}）的静力学平衡方程。

ANSYS程序使用Newmark时间积分方法在离散的时间点上求解这些方程。

两个连续时间点间的时间增量称为积分时间步长（integration time step）。

§3.2学习瞬态动力学的预备工作瞬态动力学分析比静力学分析更复杂，因为按“工程”时间计算，瞬态动力学分析通常要占用更多的计算机资源和更多的人力。

可以先做一些预备工作以理解问题的物理意义，从而节省大量资源。

例如，可以做以下预备工作：1.首先分析一个较简单模型。

创建梁、质量体和弹簧组成的模型，以最小的代价深入的理解动力学认识，简单模型更有利于全面了解所有的动力学响应所需要的。

2.如果分析包括非线性特性，建议首先利用静力学分析掌握非线性特性对结构响应的影响规律。

在某些场合，动力学分析中是没必要包括非线性特性的。

3.掌握结构动力学特性。

通过做模态分析计算结构的固有频率和振型，了解这些模态被激活时结构的响应状态。

同时，固有频率对计算正确的积分时间步长十分有用。

4.对于非线性问题，考虑将模型的线性部分子结构化以降低分析代价。

<<高级技术分指南>>中将讲述子结构。

§3.3三种求解方法瞬态动力学分析可采用三种方法：完全（Full）法、缩减（Reduced）法及模态叠加法。

Ansys（Ansoft）MaxwellRMxprt电机仿真入门详细教程最近课题需要使用ANSYS对三相交流感应电机进行一些仿真，关于ANSYS分析的资料网上很多，但感觉对于新手来说最麻烦和最艰难的还是刚开始那个阶段。

之前在网上搜索了一下感觉也没有非常傻瓜的入门教程，后来在外网上找到一个不错的教程（电机建模，电机分析），在这里以文字的方式进行分析总结一下。

在教程中使用的ANSYS版本是18.2，因为需要进行电磁仿真，所以还需要另外安装相应版本的Ansys Electronics Suite。

才能使用教程中的Maxwell和RMxprt模块。

接下来对整个步骤做一下详细的说明。

整个分析过程主要包括两部分：（1）在RMxprt快速建立三相交流电机的仿真模型（2）对模型进行分析（1）建立电机模型Step1：打开ANSYS workbench，并从软件左边拖拽一个RMxprt分析模块到右侧活动窗口，随后双击Setup进入ANSYS电气分析模块。

Step2：在软件左侧项目管理的窗格内，右键点击RMXprtDesign1并在弹出的对话框中选择感应电机。

Step3：随后单机页面上的添加求解步骤按钮，按下图所示设置电机的相关额定参数。

Step4：双击左侧项目栏中的Machine分支，如退所示设置电机的一些基本信息Step5：双击左侧任务栏里的Stator分支，俺如果所示设置定子参数，随后双击Stator目录下的Slot项目，在弹出的菜单栏中取消勾选Autodesign，随后再次双击SLot分支，如图所示设置定子相关参数。

Step6：双击左侧项目栏中Stator分支下的Winding，如下图所示对电机定子绕组进行参数设置Step7：接下来同理先双击Rotor进行转子参数设置，双击Rotor Slot进行转子槽设计，双击Winding进行转子绕组设计Step8：双击左侧任务栏中的Shaft，对电机轴的参数进行设定Step9：完成以上电机参数设置后可以选择页面上的Validate按钮进行参数检查，没有问题的话可以保存，随后点击选项栏里的Analyze All 和 Solution Data，可以查看点击查看所构造点击的一些基本参数。

§3.1瞬态动力学分析的定义瞬态动力学分析（亦称时间历程分析）是用于确定承受任意的随时间变化载荷结构的动力学响应的一种方法。

可以用瞬态动力学分析确定结构在稳态载荷、瞬态载荷和简谐载荷的随意组合作用下的随时间变化的位移、应变、应力及力。

载荷和时间的相关性使得惯性力和阻尼作用比较重要。

如果惯性力和阻尼作用不重要，就可以用静力学分析代替瞬态分析。

瞬态动力学的基本运动方程是：其中：[M] =质量矩阵[C] =阻尼矩阵[K] =刚度矩阵{}=节点加速度向量{}=节点速度向量{u} =节点位移向量在任意给定的时间，这些方程可看作是一系列考虑了惯性力（[M]{}）和阻尼力（[C]{}）的静力学平衡方程。

ANSYS程序使用Newmark时间积分方法在离散的时间点上求解这些方程。

两个连续时间点间的时间增量称为积分时间步长（integration time step）。

§3.2学习瞬态动力学的预备工作瞬态动力学分析比静力学分析更复杂，因为按“工程”时间计算，瞬态动力学分析通常要占用更多的计算机资源和更多的人力。

可以先做一些预备工作以理解问题的物理意义，从而节省大量资源。

例如，可以做以下预备工作：1.首先分析一个较简单模型。

创建梁、质量体和弹簧组成的模型，以最小的代价深入的理解动力学认识，简单模型更有利于全面了解所有的动力学响应所需要的。

2.如果分析包括非线性特性，建议首先利用静力学分析掌握非线性特性对结构响应的影响规律。

在某些场合，动力学分析中是没必要包括非线性特性的。

3.掌握结构动力学特性。

通过做模态分析计算结构的固有频率和振型，了解这些模态被激活时结构的响应状态。

同时，固有频率对计算正确的积分时间步长十分有用。

4.对于非线性问题，考虑将模型的线性部分子结构化以降低分析代价。

<<高级技术分指南>>中将讲述子结构。

§3.3三种求解方法瞬态动力学分析可采用三种方法：完全（Full）法、缩减（Reduced）法及模态叠加法。

如何利用ansoft中磁路法计算，一键生成maxwell有限元电磁计算模型1、以一台凸极式永磁同步电机为例：打开软件，进入下图所示截面，选中RMxprt打开选择Adjust-Speed Synchronous Machine2、进入RMxprt界面，如下图所示：3、双击Machine，出现下图界面：极数：16转子位置：内转子各种损耗：可大致设置为额定功率的2%左右额定转速：790r/min线圈交流电AC及Y3星型联接4、双击stator，出现下图界面：定子外径：250定子内径：165定子轴向长度：160叠压系数：0.97定子材料：JFE_steel_50JN800定子槽数：36定子槽型：选3斜槽数：15、双击slot，如下图示：（一开始先将Auto Design后面√去除，点确认退出，再次双击slot 进入，即出现下图设置界面）3号槽型，设置数据如上图所示6、双击winding，选择winding界面线圈层数：2线圈形式：全极式绕组线圈并联之路：2每槽导体数：38（上下两层总计数）线圈跨距：4每匝线圈数：暂时空着，系统自动计算线圈漆包厚度：0.06平均线径：单击Diameter，进入设计截面，设置如下，点击OK再选择End/Insulation界面框线圈端部长：10槽绝缘厚度：0.3楔子厚度：2层绝缘厚：0.3槽满率：0.87、双击Rotor转子外径：162.5转子内径：110转子轴向长度：160转子材料：steel_1010叠压系数：1（转子为整个铸件）磁极类型：28、双击pole极狐系数：0.8偏移：0（即磁钢内外径同心）磁钢材料：NdFe35磁钢厚度：4.659、shaft轴可不设置10、右键单击Analysis单击选择Add solution setup，出现下图额定功率：17 （设置时注意单位的选择）额定电压：340额定转速：790其它默认即可11、至此RMxprt设置完成，右键点击增加的Setup1，单击Analyze 进行分析12、分析完成后可右键，可右键Results，选择Solution Data查看相关结果参数13、右键Setup1，选择Create Maxwell Design（生成有限元计算模型）选择Maxwell2D Design（或者3D，根据自己需求选择）14、系统会根据槽极比生成最小有限元单元，如此处生成1/4模型，若想生成全模型，可在RMxprt模块下，选择窗口中RMxprt，单击Design Settings，选择出现窗口下User Defined Date,设置如下（Fraction 1注意大小写及字母与数字间空一格），再点击重新计算即可生成有限元全模型谢谢！。

ANSOFTMAXWELL数据处理方法合成一个面如果操作过程中提示你操作会失去原来的面或者线的时候，不妨把面或者线先copy，操作了之后再pate就好。

Solid用来生成体。

第一栏用来直接生成一些规则的体。

Sweep是通过旋转、拉伸面模型得到体。

第二栏是对体进行一些布尔操作，如加减等。

Split是将一个体沿一个面（某y、yz、某z）劈开成两部分，可以选择要保留的部分。

在减操作时，如有必要，还是先copy一下被减模型。

第三栏coverurface是通过闭合的曲面生成体。

Arrange选取模型组件后，对模型组件进行移动、旋转、镜像（不保存原模型）、缩放等操作。

Option用来进行一些基本的设置。

单位的转换，检查两个体是否有重叠（保存的时候会自动检查）、设置background大小、定义公式以及设置颜色。

二、材料设置相对比较简单，Ma某well材料库自带了一些常用的材料，如果没有可以自己新建一个材料。

Material—〉Add，输入文件名，及相关的参数即可。

如果BH曲线是非线性的，就，在B-HNonlinearMaterial前面打勾，就会有自己输入BH曲线的选项，自己输入就好。

但是要注意BH曲线是单调递增的。

新建的材料还可以设置为理想导体和各向异性的材料。

三、边界条件/激励的设置边界条件在3D模型中用的相对比较少，因为模型外层可以设置为真空区域，边界条件可以自动给出，如果是对称模型就可以设置相关的边界条件了。

我曾经做一个轴对称模型，相用模型的1/4计算，不过边界条件设置没有设对，可以自己摸索一下。

关于激励的设置，在加载电流的时候，最重要的一点是要将模型建立成一个回路。

否则的话无法得到正确的结果。

在回路中加电源的位置建一个截面，在截面上加载就好，注意截面要是平面，不能为曲面。

在进行瞬态分析的时候，Model—〉eteddyeffect处设置有涡流效应的导体，处于有源回路上的导体不能设置涡流效应。

瞬态分析激励设置时，先将加载的面设置为Source：coilTerminal。

参考分析过程一、电机采用RMxprt进行路的方法计算：1、输入数据：二、计算详细输出结果-数据部分Three-Phase Induction Motor DesignFile: d:/demo/machine/3phind-1.pjt/3phind-1.resGENERAL DATAGiven Output Power (kW): 16.5 Rated Voltage (V): 460 Winding Connection: Wye Number of Poles: 2 Given Speed (rpm): 3502 Frequency (Hz): 60 Stray Loss (W): 1276 Friction and Wind Loss (W): 700 Type of Load: Constant Speed Iron Core Length (mm): 241.3 Stacking Factor of Iron Core: 0.95 Type of Steel: D23 Operating Temperature (C): 75STATOR DATANumber of Stator Slots: 36 Outer Diameter of Stator (mm): 257.175Inner Diameter of Stator (mm): 140.335 Type of Stator Slot: 2 Dimension of Stator Sloths0_stator (mm): 1.4097 hs1_stator (mm): 1.651 hs2_stator (mm): 17.7292 bs0_stator (mm): 4.064 bs1_stator (mm): 7.8486 bs2_stator (mm): 10.9728 Top Tooth Width (mm): 4.93213 Bottom Tooth Width (mm): 4.90226 Number of Conductors per Slot: 12 Number of Parallel Branches: 1 Number of Wires per Conductor: 4.378 Type of Coils: 21 Coil Pitch: 16 Wire Diameter (mm): 1.45001 Wire Wrap Thickness (mm): 0.254 Slot Insulation Thickness (mm): 0.254 Top Free Space in Slot (%): 0 Bottom Free Space in Slot (%): 0 Conductor Length Adjustment (mm): 0ROTOR DATANumber of Rotor Slots: 28 Air Gap (mm): 1.1684 Inner Diameter of Rotor (mm): 47.625 Type of Rotor Slot: 3 Dimension of Rotor Slothr0_top (mm): 0.5461 hr01_top (mm): 0.5461 hr1_top (mm): 0.254 hr2_top (mm): 5.588 br0_top (mm): 0.254 br1_top (mm): 3.81 br2_top (mm): 4.064 rr_top (mm): 0 Type of Bottom Rotor Slot: 3 Dimension of Bottom Rotor Slothr0_bottom (mm): 0 hr1_bottom (mm): 0 hr2_bottom (mm): 11.176 br0_bottom (mm): 4.064 br1_bottom (mm): 7.62br2_bottom (mm): 5.08 rr_bottom (mm): 0 Cast Rotor: Yes Half Slot: No Skew Width: 0 End Length of Bar (mm): 0 Height of End Ring (mm): 20.701 Width of End Ring (mm): 32.4104 Resistivity of Rotor Barat 75 Centigrade (ohm.mm^2/m): 0.0434086 Resistivity of Rotor Ringat 75 Centigrade (ohm.mm^2/m): 0.0434086MATERIAL CONSUMPTIONArmature Copper Density (kg/m^3): 8900 Rotor Bar Material Density (kg/m^3): 2700 Rotor Ring Material Density (kg/m^3): 2700 Armature Core Steel Density (kg/m^3): 7800 Rotor Core Steel Density (kg/m^3): 7800Armature Copper Weight (kg): 1.62757 Rotor Bar Material Weight (kg): 1.70536 Rotor Ring Material Weight (kg): 1.32265 Armature Core Steel Weight (kg): 50.4387 Rotor Core Steel Weight (kg): 18.8777 Total Net Weight (kg): 73.972Armature Core Steel Consumption (kg): 93.3773 Rotor Core Steel Consumption (kg): 27.6565RATED-LOAD OPERATIONStator Resistance (ohm): 0.253089 Stator Leakage Reactance (ohm): 1.0228 Rotor Resistance (ohm): 0.287023 Rotor Leakage Reactance (ohm): 1.20946 Resistance Corresponding toIron-Core Loss (ohm): 782.242 Magnetizing Reactance (ohm): 45.0353Stator Phase Current (A): 25.1328 Current Corresponding toIron-Core Loss (A): 0.319865 Magnetizing Current (A): 5.55592Rotor Phase Current (A): 23.5764Copper Loss of Stator Winding (W): 479.595 Copper Loss of Rotor Winding (W): 478.621 Iron-Core Loss (W): 240.103 Friction & Wind Loss (W): 700 Stray Loss (W): 1276 Total Loss (W): 3174.32 Input Power (kW): 19.5777 Output Power (kW): 16.4034Mechanical Shaft Torque (N.m): 44.7289 Efficiency (%): 83.786 Power Factor: 0.913971 Rated Slip: 0.0272222 Rated Shaft Speed (rpm): 3502NO-LOAD OPERATIONNo-Load Stator Resistance (ohm): 0.253089 No-Load Stator Leakage Reactance (ohm): 1.02329 No-Load Rotor Resistance (ohm): 0.286993 No-Load Rotor Leakage Reactance (ohm): 8.04386No-Load Stator Phase Current (A): 5.92145 No-Load Iron-Core Loss (W): 257.943 No-Load Input Power (W): 2284.21 No-Load Power Factor: 0.213701 No-Load Slip: 0.00103014 No-Load Shaft Speed (rpm): 3596.29BREAK-DOWN OPERATIONBreak-Down Slip: 0.17 Break-Down Torque (N.m): 132.277 Break-Down Torque Ratio: 2.9573 Break-Down Phase Current (A): 101.661LOCKED-ROTOR OPERATIONLocked-Rotor Torque (N.m): 54.3284 Locked-Rotor Phase Current (A): 149.589 Locked-Rotor Torque Ratio: 1.21461 Locked-Rotor Current Ratio: 5.95195Locked-Rotor Stator Resistance (ohm): 0.253089 Locked-Rotor StatorLeakage Reactance (ohm): 1.01599 Locked-Rotor Rotor Resistance (ohm): 0.325616 Locked-Rotor RotorLeakage Reactance (ohm): 0.67378DETAILED DATA AT RATED OPERATIONStator Slot Leakage Reactance (ohm): 0.549208 Stator End-Winding LeakageReactance (ohm): 0.396411 Stator Differential LeakageReactance (ohm): 0.0771798 Rotor Slot Leakage Reactance (ohm): 0.943582 Rotor End-Winding LeakageReactance (ohm): 0.0526411 Rotor Differential LeakageReactance (ohm): 0.213249 Skewing Leakage Reactance (ohm): 0Slot Fill Factor (%): 78.4847 Stator Winding Factor: 0.941617Stator-Teeth Flux Density (Tesla): 1.06718 Rotor-Teeth Flux Density (Tesla): 0.642609 Lower-Part Rotor-TeethFlux Density (Tesla): 1.04649 Stator-Yoke Flux Density (Tesla): 0.891501 Rotor-Yoke Flux Density (Tesla): 0.696282 Air-Gap Flux Density (Tesla): 0.402755Stator-Teeth Ampere Turns (A.T): 9.59168 Rotor-Teeth Ampere Turns (A.T): 1.12198 Lower-Part Rotor-TeethAmpere Turns (A.T): 4.79376 Stator-Yoke Ampere Turns (A.T): 36.9241 Rotor-Yoke Ampere Turns (A.T): 5.52483 Air-Gap Ampere Turns (A.T): 450.687Correction Factor for MagneticCircuit Length of Stator Yoke: 0.7 Correction Factor for MagneticCircuit Length of Rotor Yoke: 0.567404 Saturation Factor for Teeth: 1.03441Saturation Factor for Teeth & Yoke: 1.1286 Induced-Voltage Factor: 0.942131Stator Current Density (A/mm^2): 3.47642 Specific Electric Loading (A/mm): 24.6268 Stator Thermal Load (A^2/mm^3): 85.6133Rotor Bar Current Density (A/mm^2): 3.66388 Rotor Ring Current Density (A/mm^2): 2.27977Half-Turn Length ofStator Winding (mm): 585.542WINDING ARRANGEMENTThe 3-phase, 2-layer winding can be arranged in 18 slots as below:AAAAAAZZZZZZBBBBBBAngle per slot (elec. degrees): 10 Phase-A axis (elec. degrees): 105 First slot center (elec. degrees): 0 TRANSIENT FEA INPUT DATAFor one phase of the Stator Winding:Number of Turns: 72 Parallel Branches: 1 Terminal Resistance (ohm): 0.253089 End Leakage Inductance (H): 0.00105151 For Rotor End Ring Between Two Bars of One Side:End Ring Resistance (ohm): 8.44E-07 End Ring Leakage Inductance (H): 1.78E-09 Skew Leakage Inductance (H): 0 2D Equivalent Value:Equivalent Air-Gap Length (mm): 241.3 Equivalent Stator Stacking Factor: 0.95 Equivalent Rotor Stacking Factor: 0.95 Estimated Rotor Inertial Moment (kg m^2): 0.0670109三、计算详细输出结果-图形与曲线部分自动根据最小对称条件生成有限元模型自定义绕组编辑器与绕组安放图自动生成的三维分析模型输入电流/速度曲线效率/转速曲线输出功率/转速曲线功率因数/转速曲线输出转矩/转速曲线合并特性曲线四、参数化设计和优化设计Ansoft 软件能够通过选择设计可以改变的量和优化目标，自动进行参数化设计和优化设计参数化设计实例（改变转子槽深(hr2)时起动电流（LC ）和起动转矩(LT)的变化）五、场分析结果实例利用Ansoft二维和三维有限元电机设计分析和优化软件可以解决以下问题从结构到性能的有限元分析,包括z电磁场分析z冲片设计z温度场分析z性能计算z电机参数计算等基于参数的电机设计方案探索、比较电机静态和动态分析z稳态特性z加减速特性z突加突减负载z可编程负载特性电机参数计算等电机故障软件模拟分析-如导条断裂、绝缘击穿等异步电机,无刷电机等在变频器供电下(非正弦供电)下的特性分析电机驱动电路与有限元的耦合仿真在考虑材料非线性等情况下回答有关z转矩脉动z损耗z温升z转矩、转速特性z效率等问题并对其进行优化以下举几个典型实例的计算结果：首先编辑模型。

A n s o f t瞬态场计算步骤及与R M x p r t的结果对比Ansoft 瞬态磁场计算（未考虑外电路）总结整理：2008-6-4于德国Kassel大学目录1、说明2、电机额定运行时的瞬态场分析与计算2.1 Setup Boundaries/source（重点考虑Source Setup）2.2 Setup Solution选择[Setup Solution]|[Options]2.3 Setup Solution选择[Setup Solution]|[Motion Setup]2.4 Solve | Nominal Problem2.5 Post ProcessPost Press/Transistant date：2.5.1计算平均输出功率：Average Output Power2.5.2计算相电流有效值：2.5.3计算输入电功率，由此可以计算效率2.6 Post ProcessPost Process/field：2.6.1齿部磁密分布和磁密平均值计算2.6.1.1 齿部磁密分布2.6.1.2 齿部磁密平均值计算2.6.1.3 沿齿弧磁密分布和沿齿磁密分布的差异2.6.2 定子轭部磁密分布和磁密平均值2.6.3 定子轭部磁密分布和磁密平均值2.6.4 气隙磁密分布和磁密最大值3、电机空载额定转速运行时的瞬态场分析与计算3.1 Setup Boundaries/source（重点考虑Source Setup）3.2 Setup Solution选择[Setup Solution]|[Options]3.3 Setup Solution选择[Setup Solution]|[Motion Setup]3.4 计算结果4、考虑铁耗的计算结果4.1 铁耗计算设置4.2 额定负载时考虑与不考虑铁耗时的比较4.3 负载很小时的比较4.3.1 考虑铁耗时4.3.2 不考虑铁耗时5、Maxwell 与RmxPrt计算结果比较5.1 磁密及额定值比较5.2 额定转速时永磁相电势比较5.3 气隙磁密分布6、其他心得1、说明以16极36槽调速永磁同步电动机为例进行分析电机的瞬态场计算，电机由RmxPrt 开始，并将该模型加到MAXWELL 11中。

瞬态动力学分析步骤进行瞬态动力学分析主要有：FULL(完全法)、Reduced(缩减法)和ModeSuperposition(模态叠加法)。

书上介绍的一般都是FULL法,其分析过程主要有8个步骤：(1)前处理(建立模型和划分网格)(2)建立初始条件(3)设定求解控制器(4)设定其他求解选项(5)施加载荷(6)设定多载荷步(7)瞬态求解(8)后处理(观察结果)1Full法步骤具体步骤如下：第1步：载入模型Plot>Volumes第2步：指定分析标题并设置分析范畴1设置标题等UtilityMenu>File>ChangeTitleUtilityMenu>File>ChangeJobnameUtilityMenu>File>ChangeDirectory2选取菜单途径MainMenu>Preference单击Structure,单击OK第3步：定义单元类型MainMenu>Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete,出现ElementTypes对话框，单击Add出现LibraryofElementTypes对话框，选择StructuralSolid,再右滚动栏选择Brick20node95,然后单击OK,单击ElementTypes对话框中的Close按钮就完成这项设置了。

第4步：指定材料性能选取菜单途径MainMenu>Preprocessor>MaterialProps>MaterialModels。

出现DefineMaterialModelBehavior对话框，在右侧Structural>Linear>Elastic>Isotropic,指定材料的弹性模量和泊松系数，Structural>Density指定材料的密度，完成后退出即可。

第5步：划分网格选取菜单途径MainMenu>Preprocessor>Meshing>MeshTool出现MeshTool对话框，一般采用只能划分网格，点击SmartSize下面可选择网格的相对大小（太小的计算比较复杂，不一定能产生好的效果，一般做两三组进行比较），保留其他选项，单击Mesh出现MeshVolumes对话框，其他保持不变单击PickAll,完成网格划分。

Ansoft 瞬态磁场计算（未考虑外电路）总结整理：2008-6-4于德国Kassel大学目录1、说明2、电机额定运行时的瞬态场分析与计算2.1 Setup Boundaries/source（重点考虑Source Setup）2.2 Setup Solution选择[Setup Solution]|[Options]2.3 Setup Solution选择[Setup Solution]|[Motion Setup]2.4 Solve | Nominal Problem2.5 Post ProcessPost Press/Transistant date：2.5.1计算平均输出功率：Average Output Power2.5.2计算相电流有效值：2.5.3计算输入电功率，由此可以计算效率2.6Post ProcessPost Process/field：2.6.1齿部磁密分布和磁密平均值计算2.6.1.1 齿部磁密分布2.6.1.2 齿部磁密平均值计算2.6.1.3 沿齿弧磁密分布和沿齿磁密分布的差异2.6.2 定子轭部磁密分布和磁密平均值2.6.3 定子轭部磁密分布和磁密平均值2.6.4 气隙磁密分布和磁密最大值3、电机空载额定转速运行时的瞬态场分析与计算3.1 Setup Boundaries/source（重点考虑Source Setup）3.2 Setup Solution选择[Setup Solution]|[Options]3.3 Setup Solution选择[Setup Solution]|[Motion Setup]3.4 计算结果4、考虑铁耗的计算结果4.1 铁耗计算设置4.2 额定负载时考虑与不考虑铁耗时的比较4.3 负载很小时的比较4.3.1 考虑铁耗时4.3.2 不考虑铁耗时5、Maxwell 与RmxPrt计算结果比较5.1 磁密及额定值比较5.2 额定转速时永磁相电势比较5.3 气隙磁密分布6、其他心得1、说明以16极36槽调速永磁同步电动机为例进行分析电机的瞬态场计算，电机由RmxPrt 开始，并将该模型加到MAXWELL 11中。

ANSYS 稳态和瞬态热模拟基本步骤基于ANSYS 9.0一、 稳态分析从温度场是否是时间的函数即是否随时间变化上，热分析包括稳态和瞬态热分析。

其中，稳态指的是系统的温度场不随时间变化，系统的净热流率为0，即流入系统的热量加上系统自身产生的热量等于流出系统的热量：=0q q q +-流入生成流出 在稳态分析中，任一节点的温度不随时间变化。

基本步骤：（为简单起见，按照软件的菜单逐级介绍）1、 选择分析类型点击Preferences 菜单，出现对话框1。

对话框1我们主要针对的是热分析的模拟，所以选择Thermal 。

这样做的目的是为了使后面的菜单中只有热分析相关的选项。

2、 定义单元类型GUI ：Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete 出现对话框2对话框2（3-1）点击Add,出现对话框3对话框3在ANSYS中能够用来热分析的单元大约有40种，根据所建立的模型选择合适的热分析单元。

对于三维模型，多选择SLOID87：六节点四面体单元。

3、选择温度单位默认一般都是国际单位制，温度为开尔文（K）。

如要改为℃，如下操作GUI：Preprocessor>Material Props>Temperature Units选择需要的温度单位。

4、定义材料属性对于稳态分析，一般只需要定义导热系数，他可以是恒定的，也可以随温度变化。

GUI: Preprocessor>Material Props> Material Models 出现对话框4对话框4一般热分析，材料的热导率都是各向同性的，热导率设定如对话框5.对话框5若要设定材料的热导率随温度变化，主要针对半导体材料。

则需要点击对话框5中的Add Temperature选项，设置不同温度点对应的热导率，当然温度点越多，模拟结果越准确。

设置完毕后，可以点击Graph按钮，软件会生成热导率随温度变化的曲线。

最新Ansoft永磁同步电机设计报告本文介绍了利用Ansoft Maxwell软件中的RMxprt模块对一台4极、36槽绕组永磁同步电动机进行建模、仿真和分析的方法。

该软件不仅可以进行静磁场、静电场、交直流传导电场、瞬态电场、涡流场、瞬态磁场等不同的基本电磁场的特性分析，还可以通过RMxprt电动机模块仿真多种电动机模型，为实际电动机设计提供帮助。

本章主要介绍了RMxprt在永磁同步电机中的电机性能分析，包括Stator项和Rotor项的设置过程以及Line Start-XXX的电机仿真和计算结果的查看。

第3章静态磁场分析静态磁场分析是电机设计和研究的重要内容之一。

本章介绍了电机模型和网格剖分图、磁力线分布图以及磁密曲线等内容。

其中，磁密曲线包括气隙磁密分布、定子齿、轭部磁密大小和转子齿磁密大小等，对电机的性能分析具有重要意义。

第4章瞬态场分析瞬态场分析是电机设计和研究的另一个重要内容。

本章主要介绍了电机在额定稳态运行和额定负载启动时的性能分析。

其中，额定稳态运行性能包括电流与转矩大小以及各部分磁密等内容；额定负载启动则包括转矩-时间曲线、电流-时间曲线、转速-时间曲线和转矩-转速曲线等内容。

这些分析结果可以为电机的设计和优化提供重要参考。

After determining the main ns。

XXX。

The weight。

price。

operating characteristics。

and XXX of the motor are also closely related to the main XXX。

determining the main ns is the first stepin motor design.The rated power is 1500W。

the rated voltage is 380V。

the phase number and phase n method are 3-phase 4-pole Y n。

如何利用ansoft磁路法计算生成maxwell有限元电磁计算模型如何利用ansoft中磁路法计算，一键生成maxwell有限元电磁计算模型1、以一台凸极式永磁同步电机为例：打开软件，进入下图所示截面，选中RMxprt打开选择Adjust-Speed Synchronous Machine2、进入RMxprt界面，如下图所示：3、双击Machine，出现下图界面：极数：16转子位置：内转子各种损耗：可大致设置为额定功率的2%左右额定转速：790r/min线圈交流电AC及Y3星型联接4、双击stator，出现下图界面：定子外径：250定子内径：165定子轴向长度：160叠压系数：0.97定子材料：JFE_steel_50JN800定子槽数：36定子槽型：选3斜槽数：15、双击slot，如下图示：（一开始先将Auto Design后面√去除，点确认退出，再次双击slot 进入，即出现下图设置界面）3号槽型，设置数据如上图所示6、双击winding，选择winding界面线圈层数：2线圈形式：全极式绕组线圈并联之路：2每槽导体数：38（上下两层总计数）线圈跨距：4每匝线圈数：暂时空着，系统自动计算线圈漆包厚度：0.06平均线径：单击Diameter，进入设计截面，设置如下，点击OK再选择End/Insulation界面框线圈端部长：10槽绝缘厚度：0.3楔子厚度：2层绝缘厚：0.3槽满率：0.87、双击Rotor转子外径：162.5转子内径：110转子轴向长度：160转子材料：steel_1010叠压系数：1（转子为整个铸件）磁极类型：2 8、双击pole极狐系数：0.8偏移：0（即磁钢内外径同心）磁钢材料：NdFe35 磁钢厚度：4.659、shaft轴可不设置10、右键单击Analysis单击选择Add solution setup，出现下图额定功率：17 （设置时注意单位的选择）额定电压：340额定转速：790其它默认即可11、至此RMxprt设置完成，右键点击增加的Setup1，单击Analyze 进行分析12、分析完成后可右键，可右键Results，选择Solution Data查看相关结果参数13、右键Setup1，选择Create Maxwell Design（生成有限元计算模型）选择Maxwell2D Design（或者3D，根据自己需求选择）14、系统会根据槽极比生成最小有限元单元，如此处生成1/4模型，若想生成全模型，可在RMxprt模块下，选择窗口中RMxprt，单击Design Settings，选择出现窗口下User Defined Date,设置如下（Fraction 1注意大小写及字母与数字间空一格），再点击重新计算即可生成有限元全模型谢谢！。

11kW、380V、3相感应电机〔未标注长度单位：mm〕1、电机数据1.1 额定数据额定功率P N=11kW；额定电压U N=380V；相数m=3相；频率f=50Hz；极对数p=2；额定转速：1460r/min定子绕组接法：∆接；B级绝缘；封闭型自扇冷却，主要技术指标按技术条件3074-82的规定1.2主要尺寸定子外径D1=260；定子内径Di1=170；转子外径D2=169；转子内径Di2=60；铁心长度l t=155；定子槽数Z1=36；转子槽数Z2=26。

1.3定子数据定子槽数数据：见图1图1 定子槽型数据槽绝缘厚度：0.3定子绕组数据：单层交叉时，节距：1~9、2~10、11~18每线圈匝数：29；线规：2⨯1.3，漆层厚度：0.08〔双边〕并联支路数：1每相串联匝数：174绕组端部直线局部长度：1575︒C时铜线电阻率：0.0217⨯10-6Ω.m硅钢片密度：7.8⨯103kg/m3铜材密度：8.9 ⨯103kg/m31.4转子数据转子槽型与端环数据：见图2转子内径：60a) b)图2 转子槽型与端环数据75︒C时铝材电阻率：0.0434⨯10-6Ω.m1.5其他数据杂耗系数：0.02机械损耗：102.8W铁心材料：D232、RmxPrt计算〔Ansoft12〕2.1 计算过程注意槽形尺寸标注同课本不同：图3 绕组排列〔可以得到端部连接〕铝材的编辑结果需要看最后的计算结果〔Solution Data〕，在Solution Data中给出的是铝材75︒C时的电阻率〔单位：Ω.mm2/m〕,但铝材输入编辑时给定的是75︒C时的电导率〔单位：Siemens/m〕:1Siemens/m=1/Ωm。

正常铝在75︒C时的电阻率为0.0434Ω.mm2/m=0.0434⨯10-6Ωm，化为电导率为23041475Siemens/m，因此在编辑铝材时需要赋23041475Siemens/m时的电阻率。