JMAGDesigner永磁同步电机3D结构场分析基本操作流程.docx

JMAG Designer 永磁同步电机 3D 结构场 分析基本操作流程 1.设定软件单位制 打开 JMAG Designer 软件，选择 Tools 菜单下的 Preferences,如下图： 会跳出如下图对话框，选择左侧的 Units ，右侧出现的既是软件目前的单位制， 如果和您的模型的单位制有差别，可以电机右侧的 Edit 按钮修改软件的单位制。 2.建模 用户可以在 JMAG Designer 软件自带的 Geometry Editor 中建模，也支持多种 3D 格式的图形直接导入，本例采用直接从外部导入  .sat 格式  3D  图形的方式。 选择  File  菜单下的  Open，如下图： 或者直接点击下图中所示的快捷键，如下图： 会弹出如下图对话框，在文件类型中选择 ACIS SAT Files(.sat)，选中要导入的图 形文件。 图形导入后效果，如下图： 在做结构分析时， 主要的分析对象是电机的定子铁芯， 考虑的是铁心受到的电磁 力，所以这里对模型进行了简化，只保留定子铁芯。 在上方菜单栏中点击 Save，保存。如下图： 3.前处理 做结构分析时， 一般分两步： 模态分析和频域分析。 模态分析是分析模型本身的固有振动频率， 频域分析是分析模型受电磁力后的振动频率， 这两个频率将影响到电机的噪声情况。 在左侧树形图中右键点击 Solid Model ，选择 New Study 下的 Eigenmode Analysis， 建立一个模态分析的 Study。如下图： 赋材料属性 在右侧的 Toolbox 栏下 Materials 里是软件的材料库， 在做结构场分析时， 需要用 户自己创建材料，左键点击 Create New Material。如下图： 此时会弹出材料编辑对话框，修改名字为 steel_structural，点击 Machanical Properties，在做结构分析时，需要给出材料的密度、杨氏模量和泊松率。此例给 出的是大概值，并非精确值。在 Density 下的 Constant 中填入 7850，在 Young’s Modelus 中填入 210000，在 Poisson’s Rati 中填入 0.3，点击 OK 。如下图： 此时在右侧的 Toolbox 栏下 Materials 下 Customer Material 中会出现刚刚创建的 steel_structural，如下图： 左键按住 steel_structural，拖动鼠标到电机定子铁芯松开，如下图： 同样方法将定子其他部分都赋予材料。 在上方菜单栏中点击 Save，保存。如下图： 设置计算条件 在屏幕右侧 Toolbox 栏下方，点击 Conditions。首先设置电机的固定条件，此例 中假定固定定子铁芯的一侧端面，左键按住 Constraint，鼠标拖动到定子端面松 开，如下图： 此时屏幕左边会出现如下设置界面： 条件设置好的效果如下： 剖分和设置计算阶数 在左侧树形图 Study 下右键点击 Mesh，选择 Generate，如下图： 剖分完成后，点击上方菜单中的 view mesh，如下图： 可以看到剖分结果，如下图： 设置计算固有频率的阶数。在左侧树形图中右键点击 Study，选择 Properties，如 下图： 此时会弹出对话框，在 Number of Eigenvalues 中填入 10，点击 OK 。计算到 10 阶固有频率。如下图： 在上方菜单栏中点击 Save，保存。如下图： 5.计算求解 在左侧树形图中右键点击 Study，选择 Run Active Case，如下图： 开始计算求解。 6.计算结果 计算完成后，界面左上角即为模型的固有振动频率，本例的一阶固有频率为 10360Hz。如下图： 拉动上方的拉条，可以得到其他阶次的固有频率。 7.加载电磁力数据分析受力变形及噪音 首先需要在电磁分析时设置计算电磁力的条件。在电磁分析的中，左键按住 Conditions 里 Output 下 Force 下的 Nodal Force，鼠标拖动到定子上松开， 如下图： 此时屏幕左侧会出现设置界面，直接点击 OK 。如下图： 这样在完成电磁计算时， 电磁计算的结果中将包含定子受力的数据。 如此便可在 做结构分析时耦合电磁分析的受力数据。受力的矢量图如下图： 对电磁力数据进行 FFT 变换，得到电磁力的频率。 在上方菜单栏中点击 Shew the Graph Manager，如下图： 点击选中 Force（Absolute）数据，点击 Transform，选择 Fourier Transform，如 下图： 可到到电磁力的 FFT 变化结果，可以看到电磁的频率大约为 200Hz。如下图：