电机振动噪声建模分析:基于导入DXF转子模型导入MANATEE的振动噪声仿真分析

前言

电机振动噪声建模分析:基于导入DXF转子模型导入MANATEE的振动噪声仿真分析的图1

随着电机结构越来越复杂对软件仿真结构的通用型要求越来越高,目前集成在MANATEE中的电机结构是有限的,因此如何能够对复杂结构的电机在MANATEE中进行仿真至关重要。本文针对此问题以一款永磁同步电机为例,通过应用DXF文件与MANATEE软件进行耦合仿真。

01

DXF文件导入流程

 1.      导入dxf文件时需要设置工程文件参数

Input.Simu.is_stator_dxf = 0 ;   % (advanced) 1 to import a *.dxf file instead of drawing stator geometry in FEMM using MANATEE algorithms
Input.Simu.is_rotor_dxf = 1 ;   % (advanced) 1 to import a *.dxf file instead of drawing rotor geometry in FEMM using MANATEE algorithms

2.      定、转子模型导入

Input.Simu.filename_stator_dxf = 'machine_stator.dxf' ;         % (advanced) path of the *.dxf file for stator geometry
Input.Simu.filename_rotor_dxf = 'machine_rotor.dxf' ;         % (advanced) name of the *.dxf file for rotor geometry WARNING : the dxf file must be in the MATLAB path

3.      定义定转子右边界

Input.Simu.shift_stator_dxf = 0 ;           % (advanced) value of the shift angle to set the stator right edge at theta=0° (WARNING: it is highly recommended to already have the first stator edge at theta=0 in the dxf file).
Input.Simu.shift_rotor_dxf = 0 ;            % (advanced) value of the shift angle to set the rotor right edge at theta=0° (WARNING: it is highly recommended to already have the first rotor edge at theta=0 in the dxf file).


02

边界条件设置

对于空气区域,MANATEE可以将他们进行分配,使用与真实电机最匹配的拓扑非常重要。如果电机有一些额外的孔(例如通风管道),可以为MANATEE提供设置这些空气区域的坐标:

Input.Simu.list_air_rotor_dxf = {} ;        % (advanced) list of coordinates {[x_1,y_1] ; ... ; [x_n,y_n]} to automatically assign n additional air labels in FEMM, for example in rotor pockets

如果激活了对称性,MANATEE也将自动分配边界条件,假设铁芯边缘位于θ= 0。在铁芯边缘不是直线的情况下(例如由于缺口或通风),需要在边缘线的每个部分上提供点的坐标:

Input.Simu.list_bc_rotor_dxf = {} ;         % (advanced) In case of (anti)-symmetry, list of coordinates {[x_1,y_1] ; ... ; [x_n,y_n]} which are the middle of each segment constituting the rigth rotor edge on which (anti-)periodic BC are applied

最后,MANATEE将自动定义模拟的气隙。为避免错误,我们强烈建议您使用:

Input.Simu.is_slidingBand = 1 ;         % (advanced) 1 to use the airgap sliding band in FEMM simulation to reduce meshing noise.

03

实例求解

本文以一台48S8P电机为例进行求解,在用MANATEE之前必须添加一些的程序。

电机振动噪声建模分析:基于导入DXF转子模型导入MANATEE的振动噪声仿真分析的图2

下图所示为通过MANATEE自身建模模型和用户自定义建模模型:

电机振动噪声建模分析:基于导入DXF转子模型导入MANATEE的振动噪声仿真分析的图3
电机振动噪声建模分析:基于导入DXF转子模型导入MANATEE的振动噪声仿真分析的图4

MANATEE自身建模模型和用户自定义建模模型

下面将两者的结果进行对比:

电机振动噪声建模分析:基于导入DXF转子模型导入MANATEE的振动噪声仿真分析的图5

MANATEE建模

电机振动噪声建模分析:基于导入DXF转子模型导入MANATEE的振动噪声仿真分析的图6

用户自定义建模

MANATEE建模

电机振动噪声建模分析:基于导入DXF转子模型导入MANATEE的振动噪声仿真分析的图7

用户自定义建模

电机振动噪声建模分析:基于导入DXF转子模型导入MANATEE的振动噪声仿真分析的图8

MANATEE建模

电机振动噪声建模分析:基于导入DXF转子模型导入MANATEE的振动噪声仿真分析的图9

用户自定义建模

通过上述比较可以看出电机两种建模方式的结果有比较接近,但仍然有差异,用户自定义建模更接近电机的真实尺寸。

通过导入DXF文件与MANATEE的耦合可以更加方便,更加准确的进行电机电磁振动噪声的仿真分析,为用户提供了切实可行的解决方案。


文章来源:天源科技

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