Maxwell2D瞬态
Mallwell 2D瞬态
静态场是指空间恒定磁场，即磁场不随时间变化。但实际中常常会碰到电压、电流为⾮正弦激励情况，或者模型中的物体处于平动或转动状态的情况，磁场、能量、⼒、功率损耗、速度等物理量是时间的1函数。在这种情况下，静态场对求解与时间有关的物体过程⽆能为⼒，因此需要瞬态分析。
瞬态即是模拟电机的实际运动过程，利⽤Mallwell 2D瞬态可以得出电机在反拖情况下的反电动势波形、电机的⾃启动过程、电机在负载运⾏的情况、以及转矩波动等等。
Mallwell 2D瞬态分析做以下假设：
①如果有运动的话，Band（⽤于将静⽌物体和运动物体分开）外的物体不
运动；
②模型中只能有⼀种运动⽅式，转动（永磁伺服电机）或平动（永磁直线
电机）；
③Band内的物体，可以有多个指定为同⼀种运动。
⼀、永磁伺服电机
1．模型的建⽴
⾸先建⽴模型，这⾥以4极18槽表⾯式永磁伺服电机为例分析讲解，。如果有空载场的模型，我们可以直接复制其模型，或者从AUTOCAD图板直接引⼊模型，并且选择瞬态作为解决的⽅法（如图1）。
职业技能大赛图1 解决⽅法的选择
模型中需要⽤⼀个圆（即Band）把永磁电机静⽌物体和运动物体分开（如图2中蓝⾊的部分），这时完成建模。
图2 永磁伺服电机的模型
定义电机的材料属性和静态场⼀样，Band可以定义为空⽓或者真空。
如果以上两步都设置正确，将显⽰如图3。
图3 设置完材料后主菜单的显⽰
2．空载反电动势的计算
2.1 绕组的分相
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核心人才空载⽅电动势的计算是模拟电机在被反拖到额定转速时，绕组开路感应出的电压。这时需要在建模时应该建出绕组所占的空间，然后退出点击如图4所⽰的位置，进⼊电机绕组分相界⾯。把电机槽内的绕组按照实际情况分相（A、B、C、X、Y、Z），退出，然后定义属性为铜。
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图4 绕组分组窗⼝的路径
2.2边界条件的设置优秀作文450字
1）⽓球边界的设置
点击Setup boundaries/sources，进⼊设置电机边界条件和源的界⾯，点击图标，然后点击⿏标左键选中边界，再点击⿏标右键，点击图标，出现如下图5所⽰的对话框，点击Assign，⽓球边界设置完毕。
图5 ⽓球边界的设置窗⼝
⽓球边界是模拟绘图空间以外的区域⽆限⼤，可以有效地将模型与其他电压源隔离。它指定的是区域的所有外边界。
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2）狄⾥克莱（Value Boundary）边界
点击Setup boundaries/sources，进⼊设置电机边界条件和源的界⾯，点击图
标，然后点击⿏标左键选中所要定义的边界，再点击⿏标右键，点击图标
，出现对话框，如图6。点击Assign，狄⾥克莱边界设置完毕。
图6狄⾥克莱边界的设置窗⼝
狄⾥克莱边界可以指定边界处电势为常数值，也可以通过图下⾯的options、Funtions、orientation指定为随位置变化的数学函数。我们在这⾥设置狄⾥克莱边界为常数0。
2.3绕组匝数的设置
绕组的设置在同⼀界⾯下完成，点击图标，选中绕组A、X，点击⿏标右键，点击图标，出现对话框，设置如图7所⽰。
图7 绕组设置窗⼝
点击winding，进⼊⼀个对话框，设置如图8，点击OK，完成设置。其它两相设置⽅法相同。
图8 [winding]窗⼝
左边定义正⽅向，右上⾓的Total turns as en from terminal是⼀相绕组的匝数，Number of Parallel Branches表⽰⼀相的并联⽀路数。
三相设置完成后，左边框内出现如图9所⽰的图象。这时关闭对话框并保存设置。
图9 绕组设置完毕
2.4 设置计算⽅法
2.4.1 对模型剖分
选择Setup Solution中的options，对电机模型进⾏剖分，并且设置电机旋转时间和步长。Mallwell会对模型进⾏的剖分，我们也可以⾃⼰设置剖分⽹格的⼤⼩。点击Manual mesh，进⼊对话框，再点击，可以看到电机模型的剖分⽹格（如图10）。
图10 Mallwell⾃动剖分⽹格
点击图标，我们可以通过⾃⼰设置⽹格数，对模型各个部分进⾏细剖，如图11。细剖后模型如图12，保存退出，
图11 细剖窗⼝
图12 模型细剖后的⽹格
2.4.2 计算时间和步长的设置
电机旋转时间stop time根据需要的求参数⽽定，求解反电动势波形，⼀般转⼦旋转2~5个电⾓度周期
即可。步长Time step的设置则是要保证求解出的正弦波形圆滑，但最少50个点，还要综合考虑转⼦转过⼀个齿距需要的时间，在这时间内取3~5个点。如果是低速电机还要多取⼏个。
还有Model depth是指电机的铁⼼长，需要输⼊。默认是1000mm。设置完
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毕如图13所⽰。
反复手法的作用图13求解设定窗⼝
2.4.3 设置运动体
选择Setup Solution中的Motion Setup，出现对话框，选中Band点击Set Band，
点击Mechanical Setup，选择恒定转速，输⼊3000r/min。如图14。
图14 运动体设置窗⼝
右下⾓Inital Pos（图15）可以⽅便的设置电机转⼦的位置，求反电动势不需要专门设置，但是求电机负载运⾏时则要注意转⼦和定⼦的位置。
