軟件：MAXWELL11.1.1,SIMPLORER7.05

1.  建立RMXPRT模型

電機(jī)為4極9槽稀土永磁無刷電機(jī)，這里不討論電機(jī)的實(shí)際設(shè)計(jì)，所以具體參數(shù)不列出了，只當(dāng)作操作步驟演示。

2.  設(shè)置好電機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)后，計(jì)算電機(jī)的性能，得到電機(jī)的特性參數(shù)，后面將對RMXPRT的數(shù)據(jù)和SIMPLORER的數(shù)據(jù)做比較，所以這里列出了電機(jī)的力矩和電流曲線。

力矩-轉(zhuǎn)速曲線

電流-轉(zhuǎn)速曲線

請注意6000RPM時(shí)的力矩和電流數(shù)值，分別為124mNm,4.18A.請注意在這個(gè)例子里設(shè)置了限流值5.0A，后面SIMPLORER里同樣有這個(gè)設(shè)置。

3.  輸出RMXPRT的SIMPLORER模型，步驟見下圖 

4.  到這里RMXPRT的操作就結(jié)束了，輸出的模型A相繞組的中心對準(zhǔn)磁極的中心.這個(gè)很重要，在RMXPRT中，對準(zhǔn)是自動(dòng)進(jìn)行的，在MAXWELL里就要使用者自己來做。

5.  在SIMPLORER中導(dǎo)入前面建立的RMXPRT模型，

路徑是MODELAGENTADDONINTERFACESRMXPRT

6.  將上圖中的RMX-LINK圖標(biāo)拖到SIMPLORERSCHEMATIC的窗口中，雙擊圖標(biāo)

電機(jī)IMPORTMODEL,在路徑中指定RMXPRT的SIMPLORER模型的路徑，這樣，電機(jī)的SIMPLORER模型就導(dǎo)入了,RMX-LINK圖標(biāo)變成了電機(jī)的實(shí)際外形。下面是逆變器模型。

7.  逆變器用MOSFET構(gòu)成，這里為了簡化，MOSFET用了系統(tǒng)級的元件模型。

 

8.  MOSFET驅(qū)動(dòng)電路

這個(gè)驅(qū)動(dòng)實(shí)際上就是將電機(jī)的3相繞組導(dǎo)通的時(shí)序規(guī)律用SIMPLORER的模塊表示出來。1相的信號(hào)由正脈沖和負(fù)脈沖合成而成。

SIMPLORER提供的構(gòu)成驅(qū)動(dòng)的方法多種多樣，大家可以嘗試不同的方式。

9.  添加限流電路

 

這個(gè)是電流滯環(huán)控制，電流設(shè)置值與RMXPRT里的相同。

設(shè)置電機(jī)的運(yùn)行速度為6000RPM.

10.  到這里，聯(lián)合仿真的模型完全建立了。因?yàn)镽MXPRT是磁路法的計(jì)算軟件，所以聯(lián)合仿真的過程只有幾秒鐘就結(jié)束了。為了了解可能發(fā)生的設(shè)置錯(cuò)誤，先看看MOSFET的開關(guān)信號(hào)是否正常。

A相MOSFET開關(guān)信號(hào)

這個(gè)開關(guān)信號(hào)正常。

11.  仿真結(jié)果

相電流

電機(jī)電流

電機(jī)電流4.76A.

力矩

力矩平均值為127mNm.

到這里，RMXPRT和SIMPLORER的聯(lián)合仿真就完成了。下面是MAXWELL和SIMPLORER的仿真實(shí)例。

12.  建立MAXWELL模型

在RMXPRT中執(zhí)行EXPORT命令，生成MAXWELL模型，步驟為：
RMXPRTANALYSISSETUPEXPORTMAXWELL2DMODEL指定模型文件地址

導(dǎo)入后的MAXWELL項(xiàng)目文件

13.  材料屬性設(shè)置

材料屬性按實(shí)際情況設(shè)置，這里為了和RMXPRT比較，設(shè)置得和RM一樣就行了。MAXWELL還需要特別設(shè)置CORELOSS，用材料的實(shí)際值就可以。

14.  轉(zhuǎn)子和定子對齊

前面講過，轉(zhuǎn)子磁鋼中心要和繞組中心對齊，這樣便于設(shè)置激勵(lì)的時(shí)序，在這個(gè)例子中，轉(zhuǎn)子被逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)了70度。

15.  外電路設(shè)置

導(dǎo)入的RMXPRT模型其繞組物體名稱已經(jīng)設(shè)置好了，我們要做的就是將繞組的極性和連接方式告訴MAXWELL,設(shè)置每相33匝，每相3個(gè)線圈，每相電阻0.15歐姆，漏感1E-5H.

16.  邊界條件設(shè)置

在定子的邊緣設(shè)置矢量勢A=0邊界

17.  設(shè)置網(wǎng)格，BAND,機(jī)械特性，

為了簡化起見，本例使用初始網(wǎng)格。設(shè)置BAND物體為BAND.因?yàn)楹竺鎸⒁M(jìn)行聯(lián)合仿真，運(yùn)動(dòng)設(shè)置會(huì)被SIMPLORER的設(shè)置所覆蓋，同時(shí)因?yàn)槭莿蛩龠\(yùn)動(dòng)，所以轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是不用設(shè)定的。如果是模擬啟動(dòng)過程，可以將RMXPRT計(jì)算出的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量填入。

18.  設(shè)置USECONTROLPROGRAM,受TDSLINK_TCP.EXE控制。 

同時(shí)設(shè)置電機(jī)長度為30毫米，設(shè)置步長和模擬時(shí)間。

19.  導(dǎo)入MAXWELL模型到SIMPLORER

MODELAGENTADDONINTERFACESFEALINK

將FEALINK圖標(biāo)拖入SIMPLORERSCHEMATIC窗口，然后雙擊圖標(biāo)，點(diǎn)擊QUERY,如果模型設(shè)置正確，可以仿真，就會(huì)是藍(lán)色的，反之，則是紅色。

20.  因?yàn)镸AXWELL模型和RMXPRT模型是同一個(gè)電機(jī)的模型，所以SIMPLORER的外電路是相同的，只要將MAXWELL模型替換RMXPRT模型就可以了。

21.  設(shè)置SIMPLORER仿真參數(shù),這個(gè)沒什么好說的，按實(shí)際情況設(shè)置。

22.  設(shè)置電機(jī)轉(zhuǎn)速6000RPM,CCW方向。電機(jī)的轉(zhuǎn)速由V_ROTB1控制，這是一個(gè)角速度設(shè)置模塊。

將每相電阻，漏感全部設(shè)置好。

23.  外電路設(shè)置和RMXPRT一樣，不多作介紹。

24.  仿真結(jié)果

相電流

電機(jī)電流

電流4.73A.

力矩

力矩113mNm.

鐵耗

鐵耗平均4.6W.

FLUXLINKAGE

仿真時(shí)間約為一小時(shí)。

MAXWELL+SIMPLORER的電流較RMXPRT+SIMPLORER很接近，因?yàn)镸AXWELL使用了RMXPRT的電阻數(shù)據(jù)。力矩則有12%的差異，原因可能是2D的MAXWELL沒有考慮端部的貢獻(xiàn)。

作者：ENZO20090107