一种电机设计方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电机设计方法及系统，所述系统包括：Ansoft Maxwell模块：用于根据实际要求，利用Ansoft Maxwell模块设计出符合实际要求的电机模型；Adams模块：用于将符合实际要求的电机模型导入Adams模块中，形成Adams模块下的仿真模型；Matlab/Simulink模块：用于将Adams模块下的仿真模型输入至Matlab/Simulink模块。本发明专利技术还提出一种电机设计方法。本发明专利技术能为各类实际应用设计出性能良好的电机，如直流电机、异步电机、同步电机、无刷直流电机、开关磁阻电机等，电机性能可根据实际需要进行设计，方便灵活，科技性强，满足各类应用要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电机设计
，具体一种电机设计方法及系统。
技术介绍
从19世纪30年代法拉第专利技术了世界上第一台真正意义上的电机-法拉第圆盘发电机开始，到现在电机的发展已经经过了近200年的历史，从最初的直流电机到现在的超声电机。随着科学的进步，控制技术、制造技术等的发展，电机更新换代的速度日益加快，应用范围也越来越广，遍及生产生活的各个领域。目前，电机的单机容量迅速增长，从制造角度看，功率大，材料越省，效率高，电机材料选用率提高；从运行角度来看，功率大，机组数目少，运行人员少，维修费用减小；同时电机向多品种发展，在电机设计制造中，也积极采用新技术、新材料、新结构和新工艺；电机设计制造的标准化、系列化、通用化程度也不断提高。而在电机的实际设计过程中，虽然说所有的参数都是根据实际要求进行整定的，但是这些参数的最优点并不止一个，在考虑这些最优点的过程中往往只是根据经验或者是随机选取，并没有真正把各个最优点置于实际系统中进行运行测试，加上在电机加工制造过程中，各个零件都会存在公差，这样就会导致实际性能并不像理论上分析的那么良好，因此急需一种能够考虑诸多缺点的电机设计方法。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提出一种电机设计系统，所述系统包括：Ansoft Maxwell模块：用于根据实际要求，利用Ansoft Maxwell模块设计出符合实际要求的电机模型；Adams模块：用于将符合实际要求的电机模型导入Adams模块中，形成Adams模块下的仿真模型；Matlab/Simulink模块：用于将Adams模块下的仿真模型输入至Matlab/Simulink模块；所述Matlab/Simulink模块搭建出不同类型电机的控制系统仿真模型，通过电机额定参数与实际输出的对比，分析所述控制系统仿真模型的输出性能，得到输出性能的分析结果；根据所述输出性能的分析结果判断电机模型性能的优劣；如果判断电机模型性能较差，则返回修改电机模型的主要参数，如果判断电机模型性能较好，则结束。其中，所述实际要求至少包括以下一项：电机的尺寸要求、额定转速要求、额定转矩要求、额定功率要求。其中，所述输出性能至少包括以下一项：电机的调速特性、负载特性、电流特性。其中，Ansoft Maxwell模块进一步用于：根据实际要求，利用Ansoft Maxwell模块设计出符合实际要求的电机模型包括：首先根据实际要求初步确定电机的主要参数，所述主要参数至少包括以下一项：电机的尺寸、额定转速、额定转矩、额定功率。其中，所述系统还包括RMxprt模块：用于在主要参数初步确定之后，利用RMxprt模块对电机模型的主要参数进行初步分析及优化。本专利技术还提出一种电机设计方法，所述方法包括：步骤1：根据实际要求，利用Ansoft Maxwell模块设计出符合实际要求的电机模型；步骤2：将符合实际要求的电机模型导入Adams模块中，形成Adams模块下的仿真模型；步骤3：将Adams模块下的仿真模型输入至Matlab/Simulink模块；步骤4：所述Matlab/Simulink模块搭建出不同类型电机的控制系统仿真模型，通过电机额定参数与实际输出的对比，分析所述控制系统仿真模型的输出性能，得到输出性能的分析结果；步骤5：根据所述输出性能的分析结果判断电机模型性能的优劣；如果判断电机模型性能较差，则执行步骤6；如果判断电机模型性能较好，则结束；步骤6：如果判断电机模型性能较差，返回步骤1，修改电机模型的主要参数。其中，所述实际要求至少包括以下一项：电机的尺寸要求、额定转速要求、额定转矩要求、额定功率要求。其中，所述输出性能至少包括以下一项：电机的调速特性、负载特性、电流特性。其中，步骤1中，根据实际要求，利用Ansoft Maxwell模块设计出符合实际要求的电机模型包括：首先根据实际要求初步确定电机的主要参数，所述主要参数至少包括以下一项：电机的尺寸、额定转速、额定转矩、额定功率。其中，在主要参数初步确定之后，利用RMxprt模块对电机模型的主要参数进行初步分析及优化。本专利技术能为各类实际应用设计出性能良好的电机，如直流电机、异步电机、同步电机、无刷直流电机、开关磁阻电机等，电机性能可根据实际需要进行设计，方便灵活，科技性强，满足各类应用要求。附图说明图1为本专利技术的电机设计系统图；图2为本专利技术的电机设计方法流程图。具体实施方式图1所示为本专利技术的电机设计系统图。本专利技术的电机设计方法涉及Ansoft Maxwell(电磁场分析)模块、Adams(机械系统动力学自动分析)模块、Matlab/Simulink模块。Ansoft Maxwell(电磁场分析)模块、Adams(机械系统动力学自动分析)模块、Matlab/Simulink模块依次连接。所述Ansoft Maxwell模块主要进行电机的本体设计；所述Admas模块主要用来生成虚拟模型，所述Matlab/Simulink模块用于设计电机的控制系统。进一步地，本专利技术的电机设计系统还包括RMxprt(旋转电机设计)模块。所述RMxprt(旋转电机设计)模块连接至Ansoft Maxwell模块，用于在主要参数初步确定之后，利用RMxprt(旋转电机设计)模块对电机模型的主要参数进行初步分析及优化。一般的，RMxprt(旋转电机设计)模块设置在Ansoft Maxwell(电磁场分析)模块中。图2为本专利技术的电机设计方法流程图。具体包括：步骤1：根据实际要求，利用Ansoft Maxwell模块设计出符合实际要求的电机模型。所述实际要求至少包括以下之一：电机的尺寸要求、额定转速要求、额定转矩要求、额定功率要求等。步骤2：将符合实际要求的电机模型导入Adams模块中，形成Adams模块下的仿真模型。步骤3：将Adams模块下的仿真模型输入至Matlab/Simulink模块。步骤4：所述Matlab/Simulink模块搭建出不同类型电机的控制系统仿真模型，通过电机额定参数与实际输出的对比，分析所述控制系统仿真模型的输出性能，得到输出性能的分析结果。所述输出性能包括：电机的调速特性、负载特性、电流特性等。步骤5：根据所述输出性能的分析结果判断电机模型的优劣；如果判断电机模型性能较差，则执行步骤6；如果判断电机模型性能较好，则结束。电机模型性能较好是指：电机能够稳定调速，调速过程平稳；电机带负载能力较强。电机模型较差是指：电机不能够稳定调速，调速过程不平稳；电机带负载能力较弱。步骤6：如果判断电机模型性能较差，返回步骤1，修改电机模型的主要参数。进一步地，步骤1中，根据实际要求利用Ansoft Maxwell模块设计出符合要求的电机模型，首先根据实际要求初步确定电机的主要参数。所述主要参数包括电机的尺寸、额定转速、额定转矩、额定功率等。进一步地，在主要参数初步确定之后，利用RMxprt(旋转电机设计)模块对电机模型的主要参数进行初步分析及优化。作为优选，所述Admas模块能提供一个直接面向用户的基本操作对话环境和虚拟样机分析的前处理功能，其中包括样机的建模和各种建模工具、样机模型数据的输入与编辑、与求解器和后处理等程序的自动连接、虚拟样机分析参数的设置、各种数据的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电机设计系统，其特征在于，所述系统包括：Ansoft Maxwell模块：用于根据实际要求，利用Ansoft Maxwell模块设计出符合实际要求的电机模型；Adams模块：用于将符合实际要求的电机模型导入Adams模块中，形成Adams模块下的仿真模型；Matlab/Simulink模块：用于将Adams模块下的仿真模型输入至Matlab/Simulink模块；所述Matlab/Simulink模块搭建出不同类型电机的控制系统仿真模型，通过电机额定参数与实际输出的对比，分析所述控制系统仿真模型的输出性能，得到输出性能的分析结果；根据所述输出性能的分析结果判断电机模型性能的优劣；如果判断电机模型性能较差，则返回修改电机模型的主要参数，如果判断电机模型性能较好，则结束。

【技术特征摘要】
1.一种电机设计系统，其特征在于，所述系统包括：Ansoft Maxwell模块：用于根据实际要求，利用Ansoft Maxwell模块设计出符合实际要求的电机模型；Adams模块：用于将符合实际要求的电机模型导入Adams模块中，形成Adams模块下的仿真模型；Matlab/Simulink模块：用于将Adams模块下的仿真模型输入至Matlab/Simulink模块；所述Matlab/Simulink模块搭建出不同类型电机的控制系统仿真模型，通过电机额定参数与实际输出的对比，分析所述控制系统仿真模型的输出性能，得到输出性能的分析结果；根据所述输出性能的分析结果判断电机模型性能的优劣；如果判断电机模型性能较差，则返回修改电机模型的主要参数，如果判断电机模型性能较好，则结束。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：优选的，所述实际要求至少包括以下一项：电机的尺寸要求、额定转速要求、额定转矩要求、额定功率要求。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述输出性能至少包括以下一项：电机的调速特性、负载特性、电流特性。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：Ansoft Maxwell模块进一步用于：根据实际要求，利用Ansoft Maxwell模块设计出符合实际要求的电机模型包括：首先根据实际要求初步确定电机的主要参数，所述主要参数至少包括以下一项：电机的尺寸、额定转速、额定转矩、额定功率。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于：所述系统还包括RMxprt模块：用于在主要参数初步确定之后，利用RMxprt模...

【专利技术属性】
技术研发人员：张东升，王勇，支亚薇，方强，曹宇，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61