软件:maxwell11.1.1,simplorer7.05
1. 建立rmxprt模型
电机为4极9槽稀土永磁无刷电机,这里不讨论电机的实际设计,所以具体参数不列出了,只当作操作步骤演示。
2. 设置好电机的各项参数后,计算电机的性能,得到电机的特性参数,后面将对rmxprt的数据和simplorer的数据做比较,所以这里列出了电机的力矩和电流曲线。
力矩-转速曲线
电流-转速曲线
请注意6000rpm时的力矩和电流数值,分别为124mnm,4.18a.请注意在这个例子里设置了限流值5.0a,后面simplorer里同样有这个设置。
3. 输出rmxprt的simplorer模型,步骤见下图
4. 到这里rmxprt的操作就结束了,输出的模型a相绕组的中心对准磁极的中心.这个很重要,在rmxprt中,对准是自动进行的,在maxwell里就要使用者自己来做。
5. 在simplorer中导入前面建立的rmxprt模型,
路径是modelagentaddoninterfacesrmxprt
6. 将上图中的rmx-link图标拖到simplorerschematic的窗口中,双击图标
电机importmodel,在路径中指定rmxprt的simplorer模型的路径,这样,电机的simplorer模型就导入了,rmx-link图标变成了电机的实际外形。下面是逆变器模型。
7. 逆变器用mosfet构成,这里为了简化,mosfet用了系统级的元件模型。
8. mosfet驱动电路
这个驱动实际上就是将电机的3相绕组导通的时序规律用simplorer的模块表示出来。1相的信号由正脉冲和负脉冲合成而成。
simplorer提供的构成驱动的方法多种多样,大家可以尝试不同的方式。
9. 添加限流电路
这个是电流滞环控制,电流设置值与rmxprt里的相同。
设置电机的运行速度为6000rpm.
10. 到这里,联合仿真的模型完全建立了。因为rmxprt是磁路法的计算软件,所以联合仿真的过程只有几秒钟就结束了。为了了解可能发生的设置错误,先看看mosfet的开关信号是否正常。
a相mosfet开关信号
这个开关信号正常。
11. 仿真结果
相电流
电机电流
电机电流4.76a.
力矩
力矩平均值为127mnm.
到这里,rmxprt和simplorer的联合仿真就完成了。下面是maxwell和simplorer的仿真实例。
12. 建立maxwell模型
在rmxprt中执行export命令,生成maxwell模型,步骤为:
rmxprtanalysissetupexportmaxwell2dmodel指定模型文件地址
导入后的maxwell项目文件
13. 材料属性设置
材料属性按实际情况设置,这里为了和rmxprt比较,设置得和rm一样就行了。maxwell还需要特别设置coreloss,用材料的实际值就可以。
14. 转子和定子对齐
前面讲过,转子磁钢中心要和绕组中心对齐,这样便于设置激励的时序,在这个例子中,转子被逆时针转动了70度。
15. 外电路设置
导入的rmxprt模型其绕组物体名称已经设置好了,我们要做的就是将绕组的极性和连接方式告诉maxwell,设置每相33匝,每相3个线圈,每相电阻0.15欧姆,漏感1e-5h.
16. 边界条件设置
在定子的边缘设置矢量势a=0边界
17. 设置网格,band,机械特性,
为了简化起见,本例使用初始网格。设置band物体为band.因为后面将要进行联合仿真,运动设置会被simplorer的设置所覆盖,同时因为是匀速运动,所以转动惯量是不用设定的。如果是模拟启动过程,可以将rmxprt计算出的转动惯量填入。
18. 设置usecontrolprogram,受tdslink_tcp.exe控制。
同时设置电机长度为30毫米,设置步长和模拟时间。
19. 导入maxwell模型到simplorer
modelagentaddoninterfacesfealink
将fealink图标拖入simplorerschematic窗口,然后双击图标,点击query,如果模型设置正确,可以仿真,就会是蓝色的,反之,则是红色。
20. 因为maxwell模型和rmxprt模型是同一个电机的模型,所以simplorer的外电路是相同的,只要将maxwell模型替换rmxprt模型就可以了。
21. 设置simplorer仿真参数,这个没什么好说的,按实际情况设置。
22. 设置电机转速6000rpm,ccw方向。电机的转速由v_rotb1控制,这是一个角速度设置模块。
将每相电阻,漏感全部设置好。
23. 外电路设置和rmxprt一样,不多作介绍。
24. 仿真结果
相电流
电机电流
电流4.73a.
力矩
力矩113mnm.
铁耗
铁耗平均4.6w.
fluxlinkage
仿真时间约为一小时。
maxwell+simplorer的电流较rmxprt+simplorer很接近,因为maxwell使用了rmxprt的电阻数据。力矩则有12%的差异,原因可能是2d的maxwell没有考虑端部的贡献。
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