JMAGDesigner永磁同步電機(jī)3D結(jié)構(gòu)場分析基本操作流程

JMAGDesigner永磁同步電機(jī)3D結(jié)構(gòu)場分析基本操作流程設(shè)定軟件單位制。JMAG-Designer(10-4.lu)-UntitledFileEditViewSelectToolsScriptsHelp打開JMAG。JMAG-Designer(10-4.lu)-UntitledFileEditViewSelectToolsScriptsHelp打開JMAGDesigner軟件，選擇Tools菜單下的Preferences,如下圖::K4■A洲危Fro]setM:map;erilJlJPrijject：OJntitiedJ;G已旦m已tryEditor...MaterialEditor...GraphManager...JMAG-RTCalculateCalculat已ForceforMotorInductanceCoilInductanceStructuralAnalysisForceMappingToolForAbaqusHeatGenerationMappingToolForAbaqus會跳出如下圖對話框，選擇左側(cè)的Units，右側(cè)出現(xiàn)的既是軟件目前的單位制，如果和您的模型的單位制有差別，可以電機(jī)右側(cè)的Edit按鈕修改軟件的單位制。

建模用戶可以在JMAGDesigner軟件自帶的GeometryEditor中建模，也支持多種3D格式的圖形直接導(dǎo)入，本例采用直接從外部導(dǎo)入?sa1格式3D圖形的方式。選擇File菜單下的Open，如下圖：EditViewrSelectToolsScriptsNewCtrl+NEditViewrSelectToolsScriptsNewCtrl+N"■Open...Ctrl+0：；?IrnportCADFile...HSavehiSaveAs...ExportHSFFile...Ctrl+SFileCtrl+Q或者直接點擊下圖中所示的快捷鍵，如下圖:會彈出如下圖對話框，在文件類型中選擇ACISSATFiles(.sat),選中要導(dǎo)入的圖形文件。口JMAG-Designer(10_4-lu)-ImageSetup...EsportImage...ExportAnimtion.IPMMotor_2D.jproj2D-Motor-mod已1.jcf3dniagnet-2.jprojinduction-rating.jprojtry.jproj-.■JExit

圖形導(dǎo)入后效果，如下圖:

在做結(jié)構(gòu)分析時，主要的分析對象是電機(jī)的定子鐵芯，考慮的是鐵心受到的電磁力，所以這里對模型進(jìn)行了簡化，只保留定子鐵芯。在上方菜單欄中點擊Save，保存。如下圖：。JMAG-DesignerFileEditViewSelectJ*3前處理做結(jié)構(gòu)分析時，一般分兩步：模態(tài)分析和頻域分析。模態(tài)分析是分析模型本身的固有振動頻率，頻域分析是分析模型受電磁力后的振動頻率，這兩個頻率將影響到電機(jī)的噪聲情況。

在左側(cè)樹形圖中右鍵點擊SolidModel,選擇NewStudy下的EigenmodeAnalysis,建立一個模態(tài)分析的Study。如下圖：-■■AiEemblyH0||Fartjk-0^Part2|l"H?Fart3E^purt-■■AiEemblyH0||Fartjk-0^Part2|l"H?Fart3E^purtTemp-1ale-.?

IwortTewlate..HCheckforNep-jResults..aRunAllSiudies-..lagneticStaticAnalysisTransientAnalysisFiEquencyAnalysis7corlinateSystem:r"Cl：Hob：lLRectsnfuJ=?…Cylijidrical\h"^1LocalRect：arigulai■■■LccaJ.Kectaisg'115ReplaceModelUpdateModelRestoreCADLinkDeleteModelTheriDalSturdyStateAnalysisTransientStateAnalysisStructuralfilXToolbfilXMaterialsLookTor:LookTor:此時會彈出材料編輯對話框，修改名字為steel_structural，點擊MachanicalProperties，在做結(jié)構(gòu)分析時，需要給出材料的密度、楊氏模量和泊松率。此例給出的是大概值，并非精確值。在Density下的Constant中填入7850，在Young’sModelus中填入210000，在Poisson’sRati中填入0.3,點擊OK。如下圖：

JMAG-Desiyiier:MaterialEdit□r此時在右側(cè)的Toolbox欄下Materials下CustomerMaterial中會出現(xiàn)剛剛創(chuàng)建的steel_structural,如下圖:ToolEoxLocikFnr:Materi：dls［頂1巨吊口好：壯?丫+-8Eiin：ikni：=LrkE-■-~3CustotiH:iteri；￡Ls:i--air"…匚<'Pper_thsrrTi：dl::c口r已.th已rmal::■magnet_therm:ali卜…m-i2：hiut奕］_stesl_*her［Ti=il+-AiTiljient+■-Permmn巴工lI.Magnet3nSoftMagneticMaterial十-Conductor+?ion左鍵按住steel_structural,拖動鼠標(biāo)到電機(jī)定子鐵芯松開，如下圖:

'■michi'■michi_El?aluiUil_Lh?BiLfflhibi-inLI#ftlfB^TitriLHgM；IHip.i>.jeNlLu-liIi.￡^mAjart?r田?lELSHll心SB在上方菜單欄中點擊Save，保存。如下圖:PJMAG-Designer(Eil%Edj.tgi己氣苴己1己ct設(shè)置計算條件在屏幕右側(cè)Toolbox欄下方，點擊Conditions。首先設(shè)置電機(jī)的固定條件，此例中假定固定定子鐵芯的一側(cè)端面，左鍵按住Constraint，鼠標(biāo)拖動到定子端面松開，如下圖：此時屏幕左邊會出現(xiàn)如下設(shè)置界面:?AllITormalTart寮nt條件設(shè)置好的效果如下:i.ji-Liji.ji-LijLixetuH'f|CaseCoTitrolF-i_：'|CAIiPiii-iiJTieteri^Farts4?Fart.：Kstei—FgE：<5「?■Fart3：<s--Materi:ils：--?Ete&l_EtrT--^Ccmditiuni：,,,,<^Ci：inEtTairLtGenerate...4.剖分和設(shè)置計算階數(shù)在左側(cè)樹形圖Study下右鍵點擊Mesh，選擇Generate，如下圖:DeleteProperties...ShowQuality...TOC\o"1-5"\h\zAddSizeControl卜PartRelation...F.otatioiiPeriodicKesh卜MorpliingMesh.卜Defeature卜--,",Report:rrt-.剖分完成后，點擊上方菜單中的viewmesh，如下圖:FileEditViewSelect-JjitJ.□ScriptsHelp可以看到剖分結(jié)果，如下圖:設(shè)置計算固有頻率的階數(shù)。在左側(cè)樹形圖中右鍵點擊Study，選擇Properties，如下圖：i|j^Study：<StructuralX&igen\■-匚Cas\■-匚CaseCDiLtrolh',"jCADF：ii-meters+■-P：=q~t:'(ete&1_etruetin-：=+“，|Fmr七2:Keteel_ztrueti;十“.Fart3：<5teel_3tructu-■-Materi：ile'…?ete&1_etruetin-：dl-■■「總匚onditiunE!<^Constraint:iintitlei卜??號7-QReport:JImages--[^]Eesuits:h-和Graphs:h"[JSectiuTijj-JProbhe:-■■|JReiponseGraphjjp-[JRespouseData■■■=jj-lJGraphs-■-ScaliRgFactor;:"OScaledDisplacemer|ModelCopyRunAllCases...Restart...SubmitRestartToQu已ue...SubmitCurr已ntCasetoQueue...SubmitAllCas已mtoQueu已...CheckResultforCurrentCase...CheckforNewResults...DeleteResultsofActiveCaseD巳1已t已ResultsofAllCasesDeleteResultSetsofActiveCasefromStudyDeleteResultSetsofAllCasesfromStudyNewLoesStudyNewS已ctionStudyAddCircuit...ImportCircuit...D已1已t已CircuitSendtoJMA&-Studio*□'^Study；<StructuralXeigenmodb"I：1CaseControlCADParametersExportJCFMergeJCF...ControLDuplicateStudyDeleteStudyProperties...此時會彈出對話框，在NumberofEigenvalues中填入10,點擊OK。計算到10階固有頻率。如下圖:StudyTitle：eigen(nude2AjTLslyEieTypE：EigerunodeAzLalyeizEigenvalueffuniberotIigeTLV；iliies：ClHzElgeTLV：ilnieffuniberotIigeTLV；iliies：ClHzEulwerJeecriptiuiReEti：n_eDefaultsOKC=±TLcel在上方菜單欄中點擊Save，保存。如下圖:□JMAG-DesignerFileEditVi巳仲Select———5.計算求解在左側(cè)樹形圖中右鍵點擊Study，選擇RunActiveCase,如下圖:咐Study；冬tructur立Xeig咐Study；冬tructur立Xeig自n???：.I|CaseCijritrol?…巳1泗I'^-^ieters--0Farts+F：di-t：-(eteel_Etruct+F：±ft2:(Eteel_Etru+"“Par七3:■Gt&el_Etru'?…0￡teel_Etruetm-：LL--t^Conditionsc^CunEtraiTit:|-UMezh--PlReport:.…^ilrriagesimtitieRunActiv已Case...RunAl1Cases...R已start...SubmitRestartToQueue...SubmitCurr已ntCas已toQueu已...SubmitAllCasestoQueue...Ch已ckR已suitforCurr已ntCas已...CheckforNewResults...DeleteResultsofActiveCaseDeletcResultsofAllCasesD已1已t已ResuitSetsofActiveCasefromStudyDeletcRmsuitSetsofAllCas已mfromStudy6-計算結(jié)果計算完成后，界面左上角即為模型的固有振動頻率，本例的一階固有頻率為10360Hz。如下圖：

cif^uninode:;、SgISIon1Ii(!(iu(!nc7,IIz[l0：；$liQIPh*:0拉動上方的拉條，可以得到其他階次的固有頻率。7.加載電磁力數(shù)據(jù)分析受力變形及噪音首先需要在電磁分析時設(shè)置計算電磁力的條件。在電磁分析的中，左鍵按住Conditions里Output下Force下的NodalForce，鼠標(biāo)拖動到定子上松開，如下圖:

百-^Bnucrl<eb|廣*財i.m匕占*F*ri,日3Eourdu*/Pqp讓bu1Ul<?JuiidicBmhIkt卜-忡Sywisrlrj&■MUidiCfL-AftiLmlJ-:<oJtf?」-｛應(yīng)1糖1PJUL<ui'fFFH匚mHmIefQrrefitQsmriH'iL]MkEi.l^dTifc-LsU^n琳TFMMlh虹5-?伽心誠:卓-甲尸*""6，[_iflIXJTiKKhXlardi■—|^huE.flarai-B1■■PF-?rc?||—必I^hwilLelaroi『；兼etHf+Fiirffliff-Hri';E^wciii'jfRecmtUeFlue■:PiMrtLhlricJaL=嘩曲土CutsuitIdo]!：I'Q^F^lqrnd.GtcujtIdtikE』；m^=57L：liH11中l(wèi)iTinbQticn此時屏幕左側(cè)會出現(xiàn)設(shè)置界面，直接點擊OK。如下圖:Force(KodalPore□KCancelHelp...TitleuntitledSettingTarget@Puts■EtatorhlotigEegicn這樣在完成電磁計算時，電磁計算的結(jié)果中將包含定子受力的數(shù)據(jù)。如此便可在做結(jié)構(gòu)分析時耦合電磁分析的受力數(shù)據(jù)。受力的矢量圖如下圖：b.aiGL+oabJOUL1()2』9P1L'024.4ML+02dOJGf^OJ:;b.aiGL+oabJOUL1()2』9P1L'024.4ML+02dOJGf^OJ:;同正皿1T35*+o5P6H4E4022.23?E^-0PI川!正皿IMRU078WJIMIMMIEl□□oriC)C)0001*00對電磁力數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT變換，得到電磁力的頻率。在上方菜單欄中點擊Shewthe點擊選中Force（Absolute）數(shù)據(jù)，點擊Transform，選擇FourierTransform，如下圖：

可到到電磁力的FFT變化結(jié)果，可以看到電磁的頻率大約為200Hz。如下圖:JMAG-Desijjiier:GiaphEditCal-culatinnHelpr&-whjTJihliLlti&OptLMuK.r-FTzl—一項Force(Absolute)ft-12001ODD—K.r-FTzl—一項Force(Absolute)ft-12001ODD—uatltl?dI.AbxalutB^_A?pliLud?—iuiLlklad()lbxalui-iFhei明dug_uO_uO6J-以上是在電磁分析中的操作。下面回到結(jié)構(gòu)分析中，在左側(cè)樹形圖中右鍵點擊SolidModel，選擇NewStudy下的FrequencyAnalysis，建立一個頻域分析的Study。如下圖：目Frojact：ClJrititledx-■liflSoliiModel：<strucfNew目Frojact：ClJrititledx-■liflSoliiModel：<strucfNewStudy..，7■-Asseribly5mFart2ExportTemplate.…ImportTemplate.…?Fart3????“gtriaxieECheckforNewR已si_iltsc-.RmAllStudies.B.El"ordineteSystib"GlobalBeetutijj-"Cyliil'it-ic：aljj"L:?i：alRect：±kg^L：icalRect：diigi-■■咳Stud/：:Structural:JCa.3eControL!PlCM)ParsmelftrcE已placeKodelUpdateModelR已s~.or=CADLinkDeleteModelProp已.Iagni=!ticSta:icAnalysisTransientAnalysisFr已qu已ncyAnalysisThermal:St已a(bǔ)dyStateMalyEisTransientStateAnalysisSl±ucLllleiISt37icAnal/cicKT曾RKiTnriHRA.riw1puiuFreauencyAnalvsJsElectricSta:icAnalysis賦材料和設(shè)置固定條件與模態(tài)分析時的設(shè)置方法相同，完成這兩步后，需要耦合電磁分析的受力數(shù)據(jù)。左鍵按住ElectromagneticForce，鼠標(biāo)拖動到定子鐵芯松開，如下圖:：?包。1理14^浦t卜”筍W所*卜點*d-il|Cm￡aIlUf4L4i3HUE0-jSLg-/-SiilTiiNFE置匕El々域fsris：?包。1理14^浦t卜”筍W所*卜點*d-il|Cm￡aIlUf4L4i3HUE0-jSLg-/-SiilTiiNFE置匕El々域fsris*—Lx!:iwT?riadirBDuniirr,El^etrcma.gnaticForeeEl^etrcma.gnaticForeeiiiititlhjilF^-tE.Fart■Fart2?Fart3EehereiLceFui_ct!Hizti-ibutionMagTLt!ticField.ArL：=ily5LsRseilLtFile(jploi/plct￡1]_已..1：1ed_ll.i-1IFM_Atl：el1vsl5CaselIIles1gner.jplijt回魚Type:StepVStartStep：1EmlStep：101FFTResolution：2Coord.irL：i+t!System：Gl-:-b：ilEs:VDesigner.jplo這個文件是軟件生成的計算結(jié)果文件，名字是軟件命名的，是固定不變的。在電磁計算的jfile文件夾下，例如我的電磁仿真文件是example-2d-ipm.jproj，l_benchmarchjapan12_cuslomer_probldocumentreport■training^esainple-2d-ipni.jprojeKarnple-^d-ipni.jfiles則在打開example-2d-ipm.jfiles文件夾，^esainple-2d-ipni.jprojeKarnple-^d-ipni.jfilesUntitledJ^l'I:UntitledJ^lhdsseiribl\d打開Untitled_1'1文件夾，IPM_AnalysiIPM_Analysi打開IPMAnalysis'3文件夾，CaseinCasein打開Casel文件夾，Designer.jpl（文件就存在于這個文件夾下。設(shè)置計算噪音的條件。左鍵按住SoundPressure，拖到定子鐵芯上松開，如下圖:rnfrtssijye比弱j.WiwetX'idir'、匚guirutJ.■-兩|)1時1前用ECdU-T汕￡1>1H電打k^ftorisbfdjj*:1—TorLadLcWwFwyl;l\'prinWH白Qntpn危一函此時屏幕左側(cè)會出現(xiàn)設(shè)置界面，選擇定子鐵芯的外表面和兩個端面，在Circumferential和Latitudinal中都填入10，點擊OK。如下圖:SoutliIFreui~eTi+LuilIitle■!Fa己己wIB?(P：ir七3.'：：-ATm二e43遷空t2>"■wF"e53金art—,"■wF"eSO^^Pace2&<Fart3>L-)I|Ai-p]_：=LTLeIITE■玖郅巨IIZX_pLane設(shè)置好的效果如下圖:

剖分設(shè)置與模態(tài)分析相同。設(shè)置計算步長。右鍵點擊Study,選擇Properties,如下圖:+-.FartE；++-.FartE；+-F：=ltt3:<Eteel_El日，'―1"ateri:±1e?11eel_str-'ictur：=J.白,,B匚nndi+ions'…oristrain+:"尊腿h---__jReportDelet已CircuitSendtoJMAG-Studi□?ExportJCFMergeJCF…?Di_iplicat已Study□已1已t已Study?iiiitit——1Properties...ifirStudy：KStruetui-：=il/Cfre;■DD0;■DD0.s-.,s-..,.[±l-9eL-ontrolF：±i■:diiieterstzF：ii-1:Cetep1_etruetm_：±l>F:di-12:■(steel_struetural>Fart3:(steel_ztnzetural)erialm"steel_stmetur：ilI運(yùn)CuRditiuns《…匚onstraint:imtitied:■■■,留El&ctromagnmticForce:utltitled'…汐'3*0，PreEEuire:ijXLtitledMesh-'Reportages此時彈出對話框，在Numberof