电动汽车用永磁无刷直流电机的有限元分析
ANSYS程序的电磁能力可用来分析电磁场多方面问题。ANSYS程序提供了丰富的线性和非线性材料的表达方式，包括各向同性或正交各向异性的线性磁导率，材料的B－H曲线和永磁体的退磁曲线。后处理功能允许用户显示磁力线，并计算磁通密度和磁场强度、力、力矩和其它参数。本例中应用2－D静态磁场分析，采用矢量磁势方法，模拟各种饱和磁性材料和永磁体。静态磁场分析主要由6个步骤组成：
（1）建立模型
（2）创建物理环境，赋予特性
（3）剖分网格
（4）加边界条件和载荷
（5）求解
（6）后处理
3.1 在ANSYS中创建实体模型
将计算结果作为建立模型的输入数据。进入前处理（PREP7）开始建立模型。利用几何元素和布尔操作生产基本的几何形状。此模型的难点在于槽的复制，在柱坐标系下转动工作平面后映射即可。图4为2－D模型示意图。本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/238621.htm
3.2 创建物理环境，赋予材料特性
3.2.1 定义单元类型
用表1中所示两种单元均可［3］。
3.2.2 定义材料特性：
一共用到4种材料，将模型中不同部分分别赋予不同的材料值。
（1）气隙与槽：空气，材料特性：μr（MURX）＝1
（2）定子：DW465－50，材料特性：B－H曲线
（3）转子：10＃钢，材料特性：B－H曲线
（4）磁极：永磁体，材料特性：μr（MURX）＝1.05，Hc（矫顽力矢量）：MGXXMGYY分别依磁极的具体位置而定，如图2分布的12个磁极矫顽力矢量的X、Y分量见表2。
3.3 剖分网格
选择自由网格划分中的智能划分（Smartmesh），智能单元的大小可以自由控制。剖分结果如图5所示。
3.4 加边界和载荷
一般，认为磁力线沿电机外侧表面闭合，这条边界属于第一类齐次边界，很多情况下电机轴的外表面也被取为第一类齐次边界，赋值A＝0。
永磁电机由永磁体作为激励源，通过材料特性中矫顽力设置即可，不必另外加激励。
分析空载情况时，不必加载荷；分析负载情况时，在槽内区域加负载电流。
3.5 求解［3］
进入到求解器Solution，可以选择下列任何一种求解器：Frontal，JCG，ICCG，PCG求解器，而对于2－D模型，推荐用波前求解器。当进行非线性电磁场分析时，ANSYS计算收敛准则，每次平衡迭代具有相应的收敛标准。在求解进行中，可以打开“图形求解跟踪”。
3.6 后处理
进入到通用后处理器POST1，可观察整个模型或模型的一部分在某一时间上针对特定载荷组合时的结果，POST1有许多功能，包括从简单的图象显示到复杂的数据列表。
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