RMXPRT/MAXWELL和SIMPLORER的聯(lián)合仿真 - 全文

軟件：MAXWELL11.1.1,SIMPLORER7.05

1. 建立RMXPRT模型

電機為4極9槽稀土永磁無刷電機，這里不討論電機的實際設計，所以具體參數(shù)不列出了，只當作操作步驟演示。

RMXPRT/MAXWELL和SIMPLORER的聯(lián)合仿真

2. 設置好電機的各項參數(shù)后，計算電機的性能，得到電機的特性參數(shù)，后面將對RMXPRT的數(shù)據(jù)和SIMPLORER的數(shù)據(jù)做比較，所以這里列出了電機的力矩和電流曲線。

力矩-轉(zhuǎn)速曲線

RMXPRT/MAXWELL和SIMPLORER的聯(lián)合仿真

電流-轉(zhuǎn)速曲線

RMXPRT/MAXWELL和SIMPLORER的聯(lián)合仿真

請注意6000RPM時的力矩和電流數(shù)值，分別為124mNm,4.18A.請注意在這個例子里設置了限流值5.0A，后面SIMPLORER里同樣有這個設置。

3. 輸出RMXPRT的SIMPLORER模型，步驟見下圖

RMXPRT/MAXWELL和SIMPLORER的聯(lián)合仿真

4. 到這里RMXPRT的操作就結(jié)束了，輸出的模型A相繞組的中心對準磁極的中心.這個很重要，在RMXPRT中，對準是自動進行的，在MAXWELL里就要使用者自己來做。

5. 在SIMPLORER中導入前面建立的RMXPRT模型，

RMXPRT/MAXWELL和SIMPLORER的聯(lián)合仿真

路徑是MODELAGENTADDONINTERFACESRMXPRT

6. 將上圖中的RMX-LINK圖標拖到SIMPLORERSCHEMATIC的窗口中，雙擊圖標

RMXPRT/MAXWELL和SIMPLORER的聯(lián)合仿真

電機IMPORTMODEL,在路徑中指定RMXPRT的SIMPLORER模型的路徑，這樣，電機的SIMPLORER模型就導入了,RMX-LINK圖標變成了電機的實際外形。下面是逆變器模型。

7. 逆變器用MOSFET構(gòu)成，這里為了簡化，MOSFET用了系統(tǒng)級的元件模型。

RMXPRT/MAXWELL和SIMPLORER的聯(lián)合仿真

8. MOSFET驅(qū)動電路

RMXPRT/MAXWELL和SIMPLORER的聯(lián)合仿真

這個驅(qū)動實際上就是將電機的3相繞組導通的時序規(guī)律用SIMPLORER的模塊表示出來。1相的信號由正脈沖和負脈沖合成而成。

SIMPLORER提供的構(gòu)成驅(qū)動的方法多種多樣，大家可以嘗試不同的方式。

9. 添加限流電路

RMXPRT/MAXWELL和SIMPLORER的聯(lián)合仿真

這個是電流滯環(huán)控制，電流設置值與RMXPRT里的相同。

設置電機的運行速度為6000RPM.

10. 到這里，聯(lián)合仿真的模型完全建立了。因為RMXPRT是磁路法的計算軟件，所以聯(lián)合仿真的過程只有幾秒鐘就結(jié)束了。為了了解可能發(fā)生的設置錯誤，先看看MOSFET的開關信號是否正常。

A相MOSFET開關信號

RMXPRT/MAXWELL和SIMPLORER的聯(lián)合仿真

這個開關信號正常。

11. 仿真結(jié)果

相電流

RMXPRT/MAXWELL和SIMPLORER的聯(lián)合仿真

電機電流

RMXPRT/MAXWELL和SIMPLORER的聯(lián)合仿真

電機電流4.76A.

力矩

RMXPRT/MAXWELL和SIMPLORER的聯(lián)合仿真

力矩平均值為127mNm.

到這里，RMXPRT和SIMPLORER的聯(lián)合仿真就完成了。下面是MAXWELL和SIMPLORER的仿真實例。

12. 建立MAXWELL模型

在RMXPRT中執(zhí)行EXPORT命令，生成MAXWELL模型，步驟為：
RMXPRTANALYSISSETUPEXPORTMAXWELL2DMODEL指定模型文件地址

RMXPRT/MAXWELL和SIMPLORER的聯(lián)合仿真

導入后的MAXWELL項目文件

RMXPRT/MAXWELL和SIMPLORER的聯(lián)合仿真

13. 材料屬性設置

材料屬性按實際情況設置，這里為了和RMXPRT比較，設置得和RM一樣就行了。MAXWELL還需要特別設置CORELOSS，用材料的實際值就可以。

14. 轉(zhuǎn)子和定子對齊

前面講過，轉(zhuǎn)子磁鋼中心要和繞組中心對齊，這樣便于設置激勵的時序，在這個例子中，轉(zhuǎn)子被逆時針轉(zhuǎn)動了70度。

15. 外電路設置

導入的RMXPRT模型其繞組物體名稱已經(jīng)設置好了，我們要做的就是將繞組的極性和連接方式告訴MAXWELL,設置每相33匝，每相3個線圈，每相電阻0.15歐姆，漏感1E-5H.

RMXPRT/MAXWELL和SIMPLORER的聯(lián)合仿真

16. 邊界條件設置

在定子的邊緣設置矢量勢A=0邊界

17. 設置網(wǎng)格，BAND,機械特性，

為了簡化起見，本例使用初始網(wǎng)格。設置BAND物體為BAND.因為后面將要進行聯(lián)合仿真，運動設置會被SIMPLORER的設置所覆蓋，同時因為是勻速運動，所以轉(zhuǎn)動慣量是不用設定的。如果是模擬啟動過程，可以將RMXPRT計算出的轉(zhuǎn)動慣量填入。

18. 設置USECONTROLPROGRAM,受TDSLINK_TCP.EXE控制。

RMXPRT/MAXWELL和SIMPLORER的聯(lián)合仿真

同時設置電機長度為30毫米，設置步長和模擬時間。

19. 導入MAXWELL模型到SIMPLORER

RMXPRT/MAXWELL和SIMPLORER的聯(lián)合仿真

MODELAGENTADDONINTERFACESFEALINK

將FEALINK圖標拖入SIMPLORERSCHEMATIC窗口，然后雙擊圖標，點擊QUERY,如果模型設置正確，可以仿真，就會是藍色的，反之，則是紅色。

RMXPRT/MAXWELL和SIMPLORER的聯(lián)合仿真

20. 因為MAXWELL模型和RMXPRT模型是同一個電機的模型，所以SIMPLORER的外電路是相同的，只要將MAXWELL模型替換RMXPRT模型就可以了。

21. 設置SIMPLORER仿真參數(shù),這個沒什么好說的，按實際情況設置。

22. 設置電機轉(zhuǎn)速6000RPM,CCW方向。電機的轉(zhuǎn)速由V_ROTB1控制，這是一個角速度設置模塊。

RMXPRT/MAXWELL和SIMPLORER的聯(lián)合仿真

將每相電阻，漏感全部設置好。

23. 外電路設置和RMXPRT一樣，不多作介紹。

24. 仿真結(jié)果

相電流

RMXPRT/MAXWELL和SIMPLORER的聯(lián)合仿真

電機電流

RMXPRT/MAXWELL和SIMPLORER的聯(lián)合仿真

電流4.73A.

力矩

RMXPRT/MAXWELL和SIMPLORER的聯(lián)合仿真

力矩113mNm.

鐵耗

RMXPRT/MAXWELL和SIMPLORER的聯(lián)合仿真

鐵耗平均4.6W.

FLUXLINKAGE

RMXPRT/MAXWELL和SIMPLORER的聯(lián)合仿真

仿真時間約為一小時。

MAXWELL+SIMPLORER的電流較RMXPRT+SIMPLORER很接近，因為MAXWELL使用了RMXPRT的電阻數(shù)據(jù)。力矩則有12%的差異，原因可能是2D的MAXWELL沒有考慮端部的貢獻。

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