4.2.1问题描述
三相永磁同步电动机，由定子铁心、定子绕组、永磁体磁极、转子铁心组成。电机定子内径、外径分别为 74mm 和 120mm，极数 4，定子槽数 24，电机为对称结构可以建立四分之一模型，为了使读者更加清晰的了解整个电机模型的建立情况，本例采用整域求解， 问题求解电机的平均电磁转矩及场图分布。该电机的模型示意图如图 4-1 所示。 3d缝纫机器人图 4-1 4 极 24 槽永磁电机结构示意图
通过本问题的分析，读者可以学习掌握 Maxwell 2D 基本几何模型建立方法，激励源加载、力及力矩参数的设置、永磁材料的定义及简单的场图处理。
Ansoft 软件进行有限元分析的基本步骤如下：
2建立几何模型
3定义及分配材料
4定义及加载激励源和边界条件
5求解参数设定
6后处理
4.2.2创建项目
Step1. 启动 Ansoft 并建立新的项目文件
假设用户计算机已经安装了 Microsoft 公司的 Windows 操作系统和 Ansoft 公式的 12
版本 Maxwell2D/3D 电磁计算软件，用鼠标左键双击桌面上的 Maxwell 12 图以启动
Maxwell，启动后的 Maxwell 12 其界面如图 4-2 所示。
图 4-2 Maxwell 12 启动初始界面
执行 File/New/命令，或者单击工具栏上 按钮新建一个项目文件如图 4-3 所示。
图 4-3 添加新项目界面
Step2. 顺桨重命名及保存项目文件
在项目管理窗口中右键单击项目名称选择 Rename 命令，输入 PMSM-Magstatic 对项目文件进行重命名，如图 4-4，单击工具栏上 按钮保存此项目文件,在项目文件保存目录 4
中就会出现如 wl 项目文件，图 4-5 所示。
图 4-4 项目文件重命名界面
图 4-5 项目保存目录对话框
Step3. 定义分析类型
采用二维静磁场求解器对永磁同步电动机进行磁场分析，求解器选择步骤如下：
执行 Project/Insert Maxwell 2D Design 命令，或者单击工具栏上 按钮建立 maxwell
2D 设计分析类型，如图 4-6 所示。
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图 4-6 建立分析类型界面
执行 Tools/Options/Maxwell 2D options 命令，进行 maxwell 2D 求解器类型选择，在求解器选择下拉菜单中选择 Magnetostatic 求解器，坐标平面选择 XY 坐标系统，如图 4-7 所示。
图 发光陀螺4-7 求解器类型选择对话框
4.2.3构建几何模型
Step1. 确定模型单位
在前面的求解器类型设置中已经设置了该问题分析系统的全局坐标平面为 XY 坐标系统，因此，在进行几何模型建立之前的唯一准备工作为确定几何模型的单位系统，执行
Modeler/Units 命令，进行几何模型单位选择，如图 4-8 所示，列表中有多个单位可供选择， 即
千米：km 米：meters 厘米：cm 毫米：mm 微米：microns
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纳米：nm 码：yard 英尺：feet 英寸：对接接头inches 英里：mils
环境测量
列表中的单位默认为 mm，当选择新的单位时，鼠标左键单击要选择的单位并执行
/Rescale to new units/命令，将模型窗口的单位转为所要选择的单位。
图 4-8 几何模型单位设置界面
Step2.网 绘制电机定子槽几何模型
Ansoft 模型建立一般采用自下而上的方式，以点—线—面逐步进行模型生成，Maxwell 提供了必要的几何模型生成工具，如线与面生成命令等，另外在模型每步建立过程中，在加
以必要的操作，进而生成复杂模型。
1执行 Draw/Line 命令或者单击工具栏上 按钮，鼠标光标变为黑点，进行直线绘 制，如图 4-9。
图 4-9 直线绘制操作
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2在屏幕下方的坐标对话框中分别输入线段的起末点的位置坐标，并选择绝对增量方式，依次输入
第一点（1.25, 37.5） 第二点（1.25, 38.0） 第三点（2.4, 38.5） 第四点（3.4, 46.5）
最后一个点输入完成后，双击两次 Enter 键以结束直线段绘制，在坐标位置点输入时， 应确保鼠标在模型绘制窗口不进行任何操作，或者保证鼠标指针不位于模型绘制窗口，以免产生误操作，其界面如图 4-10 所示。
图 4-10 直线绘制坐标输入生成电机半槽直线部分模型如图 4-11。
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