Ansys空心杯电机仿真解决方案全解析

空心杯电机本体仿真

定子绕组建模是空心杯电机仿真的关键

空心杯线圈UDP

-Maxwell内嵌的空心杯线圈CupCoil UDP能够快速轻松的建立线圈的全参数化几何模型

-后续可以简单的对线圈的直边长、节距等设计参数进行参数和优化分析

空心杯电机绕组建模

-按如下参数生成空心杯电机的单个绕组

-沿Z轴复制生成六个绕组

生成空心杯电机完成模型

-外部输入或直接在Maxwell内部建立电机定子、转子、永磁体模型，装配成完整的空心杯电机模型，并赋予相应的材料特性。

空心杯电机3D模型仿真

-外部输入或直接在Maxwell内部建立电机定子、转子、永磁体模型，装配成完整的空心杯电机模型，并赋予相应的材料特性。

-把3D模型沿Z轴切割，可得如下空心杯2D模型，设置合适的模型深度和等效材料特性，并对绕组重新进行分相后，也可以仿真空心杯电机的特性，仿真速度远快于3D模型。

空心杯电机等效电路模型提取

采用对有限元模型的定子电流和转子位置进行遍历的方式，基于高精度的有限元仿真提取出空心杯电机的精确等效电路模型，然后可在TwinBuilder中利用该等效电路模型搭建外部的控制电路和控制算法，从而既保证仿真精度，又保证仿真速度。

-把绕组的激励类型设置为外部External，并设置绕组初始电流为0。

-插入一个Maxwell外电路激励。

-在外电路激励图中加上三相绕组部件ECE3_Model，旋转部件ECER_Model和地GND部件。

-选择部件ECE3_Model，右键选择Properties，进行如下设置：

1）Windings: Winding_A, Winding_B, Winding_C

2）CurrentSweep: (1A,20)

3）PhAngIntervals: 2

4）其它用默认设置

-选择部件ECER_Model，右键选择Properties，进行如下设置：

1）RotAngMax: 60 deg

2）InElecDeg: Uncheck

4）RotAngIntervals: 15

5）Poles: 4

6）其它用默认设置

-保存文件设置，菜单操作Maxwell Circuit>Export Netlist, 文件名：MaxCir1_Maxwell2DDesign_FOR_ECE,文件格式为.sph

-选择Maxwell Desisgn: Maxwell2DDesign_FOR_ECE,菜单操作 Maxwell 2D > Excitations > External Circuit > Edit External Circuit > Import Circuit Netlist ，选择文件MaxCir1_Maxwell2DDesign_FOR_ECE.sph，点击OK。菜单操作Maxwell 2D > Analyze All，求解完成后选择保存。

-建立一个新的TwinBuilder Design，把Design的名称修改为:TwinBuilder_B5_ece1，菜单操作TwinBuilder Circuit > SubCircuit > Maxwell Component > Add Equivalent Circuit，如下图，在当前的工程文件Current Project中，选择Maxwell2DDesign_FOR_ECE。