7常用設(shè)置在RMxprtMaxwellV12中，有些設(shè)置對所有電機都是適用的，本章將介紹這些常用設(shè)置。7.1槽型電機中使用的槽型可分為開口槽和閉口槽。嵌入式電樞繞組槽型通常為開口槽；阻尼繞組和鼠籠繞組槽型可以采用開口槽，也可以采用閉口槽。槽型可以通過定子（或者轉(zhuǎn)子，阻尼）屬性窗口中的槽型屬性來指定。7.1.1電樞繞組槽型設(shè)置電樞繞組槽型的步驟如下：點擊按鈕SlotType，顯示SelectSlotType對話框，如圖7.1所示。圖7.1選擇電樞繞組槽型選擇六種槽型中的一種：Type1到Type4：用于圓導(dǎo)線電樞繞組。Type5到Type6：用于扁導(dǎo)線電樞繞組。只對諸如三相感應(yīng)電動機，三相同步電動機和直流電機這些大功率電動機可用。點擊OK確認，或者點擊Cancel關(guān)閉SelectSlotType對話框。注意：當鼠標置于某個槽型選項上時，該槽型的輪廓圖將自動出現(xiàn)，并顯示該槽型的尺寸變量，如圖7.2所示。a.Type1b.Type2c.Type3d.Type4e.Type5f.Type6圖7.2開口槽槽型在如圖7.3所示的Slot屬性窗口中，槽的所有參數(shù)都可以定義。圖7.3定子槽尺寸AutoDesign：如果選中，RMxprt將自動設(shè)計除槽口尺寸之外的其他所有尺寸，例如Hs2，Bs1和Bs2。ParallelTooth：平行齒選項，如果選中，將根據(jù)齒寬自動設(shè)計Bs1和Bs2兩個變量。ToothWidth：平行齒的齒寬，Bs1和Bs2將根據(jù)齒寬設(shè)計。只有當ParallelTooth處于選中狀態(tài)，該選項才可用。Hs0：總是可用。Hs1：當選擇槽型1時不可用。Hs2：當AutoDesign未選中時可用。當AutoDesign選中時，自動定義。Bs0：當選用槽型6時不可用。Bs1：當AutoDesign和ParallelTooth均未選中時可用。當AutoDesign被選中時，槽的尺寸自動定義。當ParallelTooth選中時，槽的尺寸根據(jù)ToothWidth中的輸入值定義。Bs2：當AutoDesign和ParallelTooth均未選中時可用。當AutoDesign被選中時，槽的尺寸自動定義。當ParallelTooth選中時，槽的尺寸根據(jù)ToothWidth中的輸入值定義。Rs：當選用槽型3或者4時可用。7.1.2阻尼繞組槽型阻尼繞組槽型的設(shè)計方法如下：點擊SlotType按鈕，顯示SelectSlotType對話框，如圖7.4所示。圖7.4阻尼繞組的槽型選擇選擇一個槽型（槽型1到4可用）。點擊OK確認，或者點擊Cancel關(guān)閉SelectSlotType對話框。注意：當鼠標置于某個槽型選項上時，該槽型的輪廓圖將自動出現(xiàn)，并顯示該槽型的尺寸變量，如圖7.5所示。a.Type1b.Type2c.Type3d.Type4圖7.5開口或閉口槽型在如圖7.6所示的Slot屬性窗口中，槽的所有參數(shù)都可以定義。圖7.6定子槽尺寸Hs0：總是可用。Hs01：總是可用。當輸入值為0表示為開口槽，輸入正數(shù)則表示閉口槽。Hs1：當選擇槽型1時不可用。Hs2：總是可用。Bs0：總是可用。Bs1：總是可用。Bs2：總是可用。Rs：當選用槽型3或者4時可用。7.2永磁電機磁極類型本節(jié)將介紹用于永磁無刷直流電動機（BLDCs），調(diào)速永磁同步電動機（ASSMs）和永磁直流電動機（PMDCs）的永磁磁極類型。在BLDCs和ASSMs中，永磁體可以貼在轉(zhuǎn)子鐵心表面，也可以嵌入轉(zhuǎn)子鐵心內(nèi)部。而在PMDCs中，它們則表貼在定子鐵心外表面。內(nèi)轉(zhuǎn)子有五種磁極類型，外轉(zhuǎn)子則只有一種。7.2.1內(nèi)轉(zhuǎn)子磁極類型對BLDC或者ASSM電機，如果選擇內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，可以通過以下步驟設(shè)定磁極類型：點擊PoleType按鈕，顯示SelectPoleType對話框，如圖7.7所示。圖7.7選擇一個內(nèi)轉(zhuǎn)子磁極類型選擇一個磁極類型（1到5均為可用）。點擊OK確認，或者點擊Cancel關(guān)閉SelectPoleType對話框。注意：當鼠標置于某個磁極選項上時，該磁極的輪廓圖將自動出現(xiàn)，如圖7.8所示。a.Type1b.Type2c.Type3d.Type4e.Type5圖7.8內(nèi)轉(zhuǎn)子磁極類型7.2.2內(nèi)轉(zhuǎn)子磁極數(shù)據(jù)在BLDC或者ASSM中，雙擊Machine>Rotor>Pole屬性，顯示Properties對話框。在Pole列表中，可以定義磁極數(shù)據(jù)，如圖7.9所示。點擊OK關(guān)閉彈出的對話框。圖7.9永磁磁極數(shù)據(jù)Embrace：極弧系數(shù)，永磁體在轉(zhuǎn)子表面的弧長對應(yīng)的轉(zhuǎn)子圓心角與一個轉(zhuǎn)子極所對應(yīng)轉(zhuǎn)子圓心角的比值，如圖7.10所示，其取值在0~1之間。選擇磁極類型4時該選項不可用。對于類型5，極弧系數(shù)的定義如圖7.11所示。a.Poleembrace=1b.0<Poleembrace<1圖7.10內(nèi)轉(zhuǎn)子磁極類型1，2和3的極弧系數(shù)圖7.11內(nèi)轉(zhuǎn)子磁極類型5的極弧系數(shù)ShaftDiameter：轉(zhuǎn)軸直徑。對于類型4可用。Offset：極弧偏心距，從轉(zhuǎn)子中心到磁極極弧中心的距離，如圖7.12所示。對于類型1~3，該選項可用。輸入0，則表示采用均勻氣隙。圖7.12內(nèi)轉(zhuǎn)子磁極類型1，2和3的極弧偏心距Bridge：隔磁橋厚度（參考圖7.8e）。類型5，該選項可用。Rib：支撐隔磁橋的rib的寬度（參考圖7.8e）。類型5，該選項可用。MagnetType：磁鋼材料，為轉(zhuǎn)子永磁材料選擇一種磁鋼類型（參考7.3）。MagnetWidth：磁鋼寬度，每極磁鋼的最大寬度。對類型4和5，該選項可用。MagnetThickness：磁鋼厚度，對于偏心磁極類型1、2、3，表示徑向最大厚度。注意：Pole列表中的部分單元的修改或激活，取決于PoleType的設(shè)置。7.2.3外轉(zhuǎn)子磁極類型當設(shè)計PMDC或者采用外轉(zhuǎn)子的BLDC、ASSM時，只有一種磁極類型可供選擇。如圖7.13所示。圖7.13選擇外轉(zhuǎn)子磁極類型7.2.4外轉(zhuǎn)子磁極參數(shù)在BLDC或者ASSM的項目樹中，雙擊Machine>Rotor>Pole屬性；對PMDC，雙擊Machine>Stator>Pole屬性，顯示Properties對話框。在Pole列表中，參數(shù)設(shè)置方法與內(nèi)轉(zhuǎn)子相同（參考圖7.9）。極弧系數(shù)和極弧偏心距分別如圖7.14和7.15所示。a.Poleembrace=1b.0<Poleembrace<1圖7.14外轉(zhuǎn)子磁極類型1的極弧系數(shù)圖7.15外轉(zhuǎn)子磁極類型1的極弧偏心距7.3材料屬性所有電機都可以通過Properties窗口中的SteelType，MagnetType或者ConductorType屬性的Value按鈕設(shè)置材料屬性。設(shè)置材料屬性的步驟如下：點擊SteelType（或者MagnetType，ConductorType）按鈕，顯示SelectDefinition對話框，如圖7.16所示。圖7.16材料編輯庫在MaterialFilters列表中，選擇需要的材料類型，其他不選中，如圖7.17所示。圖7.17材料篩選在Material列表中，從Libraries選擇RMxprt。注意：如果RMxprt沒有在Libraries庫中顯示，需要用戶自己使用菜單命令配置：Tools>ConfigureLibraries(參考3.4.1)。從展開的列表中選擇一種材料。點擊OK確認，或者Cancel關(guān)閉SelectDefinition對話框。7.4導(dǎo)線所有電機都可以通過Winding屬性窗口中的WireSize的Value項設(shè)置導(dǎo)線。7.4.1圓導(dǎo)線當所需導(dǎo)線為圓導(dǎo)線時，可以通過以下步驟設(shè)計：點擊WireSize按鈕，顯示圓導(dǎo)線的WireSize對話框，如圖7.18所示。圖7.18圓導(dǎo)線的導(dǎo)線型號從WireDiameter的下拉菜單中選擇一個值?；蛘邚腉auge的下拉菜單中選擇一個導(dǎo)線規(guī)格。除此之外，用戶還可以選擇以下可選項：USER用戶輸入導(dǎo)線直徑，這對設(shè)計標準線規(guī)以外的導(dǎo)線很有用。AUTO這個選項需要設(shè)置WireDiameter為零，RMxprt會自動計算最優(yōu)值。MIXED這個選項允許用戶定義由不同線規(guī)的電磁線并繞而成的混合導(dǎo)線。<number>用戶可以選擇線規(guī)號。當選定線規(guī)號之后，WireDiameter區(qū)域自動更新。這個線規(guī)號是根據(jù)美國AWG設(shè)置的。用戶還可以使用菜單命令：Machine>Wire，自己創(chuàng)建線規(guī)庫；然后激活這個線規(guī)庫，使用命令：Tools>Options>MachineOptions用戶可以直接在列表中選擇一個導(dǎo)線型號。當選定了導(dǎo)線型號后，WireDiameter和Gauge會根據(jù)所選線規(guī)自動更新。點擊OK確認，或者Cancel關(guān)閉WireSize對話框。編輯導(dǎo)線規(guī)格庫時，導(dǎo)線的單位也要定義（參考圖3.13），且在這里不能修改。如果在Gauge欄選擇了MIXED，WireType將被激活，用戶可以選擇由不同線徑電磁線并繞而成的混合導(dǎo)線。定義混合導(dǎo)線：在WireSize的對話框窗口，從Gauge欄下拉菜單中選擇MIXED。在WireType選擇Round（圓導(dǎo)線）或者Rectangular（扁導(dǎo)線）。點擊Add按鈕，添加新的導(dǎo)線型號。在展開的列表中輸入導(dǎo)線數(shù)據(jù)。對于圓導(dǎo)線，如圖7.19a所示，在Diameter中輸入直徑。在Number中輸入導(dǎo)線根數(shù)。對于扁導(dǎo)線，如圖7.19b所示，在Width欄輸入導(dǎo)線寬度在Thickness欄輸入導(dǎo)線厚度在Fillet欄輸入倒角在Number欄輸入導(dǎo)線根數(shù)。對于每種想要添加的導(dǎo)線類型，都要重復(fù)步驟3和步驟4。a.混合圓導(dǎo)線b.混合扁導(dǎo)線圖7.19不同線規(guī)的混合導(dǎo)線如果一個混合導(dǎo)線中有5條圓導(dǎo)線，其中3條直徑是0.21mm，另外兩條直徑是0.13mm，那么該混合導(dǎo)線將有兩行數(shù)據(jù)。第一行是Diameter：0.21和Number：3。第二行將是Diameter：0.13和Number：2。其WireSize的返回值為等效直徑0.182mm；在Winding屬性窗口中的NumberofStrands返回值為5，且不可編輯。警告：如果在需要圓導(dǎo)線的槽型使用了混合扁導(dǎo)線，用戶需保證槽里面具有足夠的空間。7.4.2扁導(dǎo)線當所需導(dǎo)線為扁導(dǎo)線時，可以通過以下步驟設(shè)計：點擊WireSize按鈕，顯示扁導(dǎo)線的WireSize對話框，如圖7.20所示。圖7.20扁導(dǎo)線型號在WireWidth和WireThickness欄的下拉列表中選擇一個數(shù)值輸入?；蛘撸河脩艨梢灾苯釉诹斜碇羞x擇一個導(dǎo)線截面積。當選定了導(dǎo)線截面積后，WireWidth和WireThickness會自動更新。點擊OK確認，或者點擊Cancel關(guān)閉WireSize對話框。7.5繞組類型所有電機都可以通過Winding屬性窗口中的WindingType的Value項設(shè)置繞組類型。7.5.1設(shè)置交流繞組交流繞組包括兩種基本類型：單層繞組和雙層繞組。所以，在設(shè)置交流繞組類型之前，用戶需先定義繞組層數(shù)。通過以下步驟，設(shè)置交流繞組類型：點擊WindingType按鈕，顯示W(wǎng)INDINGType對話框，如圖7.21所示：圖7.21選擇交流繞組類型從以下三種繞組類型中選擇一種：a. Editor繞組編輯器b. WholeCoiled全極式繞組c. HalfCoiled半極式繞組點擊OK確認，或者點擊Cancel關(guān)閉WINDINGType對話框。注意：當鼠標置于某個繞組選項上時，該繞組類型的示意圖將自動出現(xiàn)，如圖7.22所示。表7.1描述了六種可能的繞組類型（其中三種為單層繞組，三種為雙層繞組）：a.用戶自定義單層繞組b.單層全極式c.單層半極式d.用戶自定義雙層繞組e.雙層全極式f.雙層半極式圖7.22交流繞組類型表7.1繞組類型層數(shù)類型說明1繞組編輯器用戶自定義的單層繞組。需要由WindingEditor設(shè)定每個線圈的排列方式。全極式繞組全極式單層繞組半極式繞組半極式單層繞組2繞組編輯器用戶自定義的雙層繞組。需要由WindingEditor設(shè)定每個線圈的排列方式。全極式繞組雙層全極式繞組。相帶為180/m，m為相數(shù)。半極式繞組雙層半極式繞組。每極每相只有一個線圈。7.5.2直流繞組直流繞組總是雙層的，可以通過以下步驟設(shè)置直流繞組類型：點擊WindingType按鈕，顯示W(wǎng)INDINGType對話框，如圖7.23所示：圖7.23選擇直流繞組類型從以下三種繞組類型中選擇一種：a. Lap：疊繞組：參考6.5.1小節(jié)中的圖6.32b. Wave：波繞組：參考6.5.2小節(jié)中的圖6.33c. FrogLeg：蛙繞組：參考6.5.3小節(jié)中的圖6.34點擊OK確認，或者點擊Cancel關(guān)閉WINDINGType對話框。注意：當鼠標置于某個繞組選項上時，該繞組類型的示意圖將自動出現(xiàn)，如圖7.24所示。其中c圖所示的蛙繞組只有在直流電機等大功率電機時才可用。a.疊繞組b.波繞組c.蛙繞組圖7.24直流繞組類型7.5.3繞組端部和絕緣對于交流繞組和直流繞組，都需定義繞組端部和絕緣。在如圖7.25所示的Winding屬性窗口的End/Insulation選項卡中，定義如下選項：InputHalf-turnLength：是否輸入半匝長度。當選中該選項時，HalfTurnLength將會在下次打開Properties對話框時顯示。如果未選中，則由EndAdjustment替代。Half-turnLength：電樞繞組的半匝長度。當InputHalf-turnLength選項選中時可用。EndAdjustment：繞組端部伸出鐵心的直線部分長度。當InputHalf-turnLength選項沒有選中時該項可用。注意：由于不同電機制造商的下線工藝不一樣，RMxprt計算的線圈平均匝長可能會與實際制造商的數(shù)據(jù)不同。因此，可以用EndAdjustment選項來作為調(diào)整線圈長度的一個選項。如果測得電阻比計算值大，可以增加EndAdjustment的輸入值，否則減小其輸入值。BaseInnerRadiius：底部拐角處的內(nèi)半徑。TipInnerDiameter：線圈頂部的內(nèi)直徑。EndClearance：兩相鄰定子線圈間的間隙。SlotLiner：槽絕緣的厚度。WedgeThickness：槽楔的厚度。LayerInsulation：層絕緣的厚度。LimitedFillFactor：槽滿率上限。端部繞組的結(jié)構(gòu)如圖7.26所示：圖7.26繞組端部結(jié)構(gòu)槽絕緣結(jié)構(gòu)如圖7.27所示：圖7.27槽絕緣結(jié)構(gòu)注意：當槽類型為5或6時，圖7.27中的CoilWrap和BottomInsulation選項可用。7.5.4磁極繞組通過以下步驟設(shè)置磁極繞組：點擊WindingType按鈕，顯示W(wǎng)infingType對話框，如圖7.28所示：圖7.28磁極繞組類型選擇從以下三種繞組類型中選擇一種：a. RoundWire：圓導(dǎo)線，參考6.6.3圓導(dǎo)線繞組的圖6.38b. CylinderCoil：立繞扁導(dǎo)線，參考6.6.4圓筒形線圈的圖6.39c. EdgewiseCoil：平繞扁導(dǎo)線，參考6.6.5扁線圈的圖6.40點擊OK確認，或者點擊Cancel關(guān)閉WindingType對話框。注意：當鼠標置于某個繞組選項上時，該繞組類型的示意圖將自動出現(xiàn)，如圖7.29所示。a.Roundb.Cylinderc.Edgewise圖7.29磁極繞組類型7.6控制電路無刷直流電動機（BLDCs），永磁同步電機（ASSMs）等電機需要通過電子換向系統(tǒng)對繞組電流進行換向，有多種不同的控制方式將直流電轉(zhuǎn)換為交流電。DC：帶有常規(guī)觸發(fā)電路的直流控制方式CCC：帶有斬波電流控制的直流控制方式PWM：帶有PWM控制的直流控制方式AC：交流源7.6.1直流電源控制類型當ControlType選擇為DC，CCC，PWM時，可以通過以下步驟設(shè)置控制電路：點擊CircuitType按鈕，顯示CircuitType對話框，如圖7.30所示：圖7.30選擇直流電源的電路類型從以下六種選項中選擇一種電路類型：a. Y3：Y型連接，三相b. L3：環(huán)型，三相c. S3：星型連接，三相d. C2：交叉性，兩相e. L4：環(huán)型，四相f. S4：星型連接，四相點擊OK確認，或者點擊Cancel關(guān)閉CircuitType對話框。注意：當鼠標置于某個電路類型選項上時，該電路類型的示意圖將自動出現(xiàn)，如圖7.31所示。a.Y3b.L3c.S3d.C2e.L4f.S4圖7.31電路類型7.6.2控制電路的參數(shù)控制電路的參數(shù)如下：LeadAngleofTrigger：電角度表示的觸發(fā)超前角，如圖7.32所示。正值代表超前角，負值代表滯后角。圖7.32開路感應(yīng)電壓與位置角度關(guān)系TriggerPulseWidth：觸發(fā)脈沖寬度，晶體管從導(dǎo)通到關(guān)斷的時間，電角度。TransistorDrop：晶體管導(dǎo)通壓降。DiodeDrop：二極管壓降，放電過程中二極管上的壓降。如果選擇的電路類型為星型連接（S3或S4），這個值為總放電電壓。MaximumCurrent：最大電流，控制類型CCC的最大限流值。當選擇電路類型CCC時，該項可用。當一相被觸發(fā)，相電流(對電路類型Y3,S3,C2和S4)或線電流（對電路類型L3和L4）達到最大限流值后，一個控制信號將用來關(guān)斷連在該相的晶體管。然后，相（線）電流下降。MinimumCurrent：最小電流，控制類型CCC的最小電流值。當選擇電路類型CCC時，該項可用。當一相被觸發(fā)，相電流(對電路類型Y3,S3,C2和S4)或線電流（對電路類型L3和L4）達到最小限流值后，一個控制信號將用來導(dǎo)通連在該相的晶體管。然后，相（線）電流上升。在觸發(fā)周期中，相（線）電流在最大和最小限流值之間變化，如圖7.33所示。圖7.33斬波電流控制的最大和最小電流ModulationIndex：調(diào)制系數(shù)，參考波（低頻正弦波）的幅值與載波（高頻三角波）幅值之比，如圖7.34所示。圖7.34帶有三相參考波的PWM控制波形CarrierFrequencyTimes：載波比，載波（高頻三角波）的頻率與參考波（低頻正弦波）的頻率之比，如圖7.34所示。7.6.3交流電源控制類型當選擇電路類型AC時，可以通過以下步驟設(shè)置控制電路：點擊CircuitType按鈕，顯示CircuitType對話框，如圖7.35所示：圖7.35選擇交流電源的電路類型從以下六種選項中選擇一種電路類型：a. Y3：Y型連接，三相，所加電源為線電壓的有效值b. L3：環(huán)型，三相，所加電壓為線電壓的有效值c. S3：星型連接，三相，所加電壓為相電壓的有效值d. C2：交叉性，兩相，所加電壓為相電壓的有效值e. L4：環(huán)型，四相，所加電壓為線電壓的有效值f. S4：星型連接，四相，所加電壓為相電壓的有效值點擊OK確認，或者點擊Cancel關(guān)閉CircuitType對話框。注意：當鼠標置于某個電路類型選項上時，該電路類型的示意圖將自動出現(xiàn)，如圖7.36所示。a.Y3b.L3c.S3d.C3e.L4f.S4圖7.36電路類型7.7換向器對于直流電機（DCMs），永磁式直流電機（PMDCs）和通用電機（UniMs）這幾類電機，繞組電流換向是通過機械換向器/電刷系統(tǒng)完成的。本節(jié)將介紹RMxprt中的換向器和電刷參數(shù)。7.7.1換向器類型和參數(shù)雙擊DCM，PMDC或UniM電機的項目樹中的Commutator屬性，顯示Properties對話框。在Commutator選項卡中，可以看到換向器參數(shù)，如圖7.37所示。圖7.37換向器數(shù)據(jù)CommutatorType：選擇換向器類型。點擊CommutatorType按鈕，顯示SelectCommutatorType對話框，如圖7.38所示：圖7.38選擇換向器類型從以下兩種類型中選擇一種：a. 圓柱式b. 盤式注意：當鼠標置于某個換向器類型選項上時，該換向器類型的示意圖將自動出現(xiàn)，如圖7.39所示。a.Cylinderb.Pancake圖7.39換向器類型點擊OK確認關(guān)閉彈出的對話框。對于圓柱式換向器，設(shè)置如下：CommutatorDiameter：換向器的直徑。CommutatorLength：換向器的長度。對盤式換向器，設(shè)置如下：OuterDiameter：換向器的外徑。InnerDiameter：換向器的內(nèi)徑。CommutaotorInsulation：兩個相鄰換向片間絕緣的厚度。7.7.2電刷參數(shù)在電刷選項卡，定義如圖7.40所示的電刷數(shù)據(jù)。圖7.40電刷數(shù)據(jù)BrushWidth：電刷的寬度。BrushLength：電刷的長度。BrushPairs：電刷對數(shù)，當使用波繞組時使用的電刷對數(shù)。BrushDisplacement：電刷偏移，電刷偏離幾何中心線的機械角度（反轉(zhuǎn)的方向為正值）。注意：電機反轉(zhuǎn)時，電刷偏移角為正。例如，如果轉(zhuǎn)子順時針旋轉(zhuǎn)，電刷偏移角也是順時針方向