1、陈大泉 CDAJ- 上海JMAG-Studio 培训手册培训手册培训内容培训内容一 . 概述二 . 磁场分析1. 生成几何形状2. 条件 (材料设定 )3. 条件 (条件设定 )4. 网格生成5. 计算6. 后处理工具 (铁耗 )概述概述JMAG-Studio的界面非常友好，易用性强。它的操作流程如左图所示。1.建模：比较简单，但是工作量是最大的。2.赋条件：需要注意，初学时容易出错3. 网格：一般的，二维网格生成比较容易，三维网格生成略难读入数据生成区域 /二维通常不需处理 /三维设定材料，并指定区域设定条件，并指定区域画网格进行计算基本流程后处理磁场分析：磁场分析：2维与维与3维维分析模型
2、可以选择在 2维或 3维进行分析z 2维模型： 分析简单，运算速度快，时间少定转子间的运动网格容易生成垂直 Z轴截面相同z 3维模型： 可以分析非常复杂的模型，例如爪极电机，网格之间的运动网格生成比较复杂，运算也更加精确。1.生成几何形状生成几何形状z 1-1. 指定分析类型z 1-2. 单位z 1-3. Entity工具1-3-1.作圆1-3-2.作圆弧1-3-3.Tangent Circle1-3-4.Create Chamfer1-3-5. Create Filletz 1-4.区域重叠检查1-1.指定分析类型指定分析类型z 对模型进行分析 ,指定其适合的分析类型 .【 操作步骤 】Fi
3、le-New或 选择工具栏上 New图标1-1.指定分析类型指定分析类型JMAG-Studio支持不同类型的项目用户可以在其中选择适合自己的分析类型2D Frequency2D Rotating3D Rotating3D Static3D Transient感应电机SPM 电机爪极发电机电磁铁直线电机1-1.指定分析类型指定分析类型例 :在分析类型中选择 Rotating machine Magnetic field Analysis.如果是周期模型选 Yes,并给定周期角 .程序自动添加 cyclic Boundary和 Motion条件表示可能需要添加的条件 .(例 : 线圈 (FEM C
4、oil)1-1. 指定分析类型指定分析类型注意 z 读入不同分析类型的数据时，如该分析类型不存在某项条件 ,该条件不会被读入 .如 2D分析模型不存在 Symmetric Boundary 3Dz 如果内部存在该条件，则不会出现任何问题如 2维瞬态响应分析模型读入 2维的其他分析类型1-2.单位单位JMAG-Studio支持如下单位：nm, m, mm, m, mil, inch设定有两种方式 生成新模型 File-New时选择 Unit system或 从菜单中选择Option-Unit System1-2.单位单位注意点 z 磁场分析以外 ,只支持 m单位 ,而不是 mm.如右图 .z 在
5、条件对话框 ,使用 MKS的单位输入 .例 :Magnetic Field Analysis Control对话框1-3.Entity 工具工具Entity菜单中出现的：圆 圆弧：1圆 半径指定圆、直径指定圆、 3点指定圆、 2点加半径指定圆2圆弧 半径指定圆弧、 3点指定圆弧Entity Tool(功能补充 ):3. 相切圆 对两个 Entity做相切圆4. Create Chamfer 对两个 Entity构成的角作 Chamfer5. Create Fillet 对两个 Entity构成的角作 Fillet下面将对这些操作依次说明。1-3-1 作圆作圆指定圆的作图方法：菜单 Entity
6、中 Radius Specification Circle、 Diameter Specification Circle、 Three-point Specification Circle、 Two-point Radius Specification Circle .（ 也能通过工具栏上的 Create Circle Entity 图标 的右下拉菜单进行选择12123(左 )半径指定圆点指定圆直径指定圆使用圆周上的 2点和半径作圆指定圆心是在 1和 2连成的直线的左边还是右边指定半径 Apply 2点加半径指定圆 1-3-2 作圆弧作圆弧指定圆弧的绘图方法菜 单 Entity中 Radius
7、 Specification Arc、 Three-Point Specification Arc（也能使用 Create Arc Entity 图标 右侧的下拉菜单进行选择） 点指定圆 半径指定圆123进入工作窗口使用 Entity工具，能够生成和两个 Entity都相切的圆（ Entity可以是直线 圆 圆弧等等）菜单 Entity 中 Entity Tool Tangent Circle 选择两个 Entity 指定半径 Apply1-3-3 相切圆相切圆1231-3-4 倒角倒角(Chamfer)在 Entity Tool中 ,追加了 Chamfer功能 .选择两个 Entity,做倒
8、角。菜单 Entity 中 Entity Tool Create Chamfer 选择两个 Entity 指定 Measurement Method Apply1-3-5 圆角圆角(Fillet)在 Entity Tool 工具中追加了 Fillet功能。选择两个 Entity,对它们构成的角做 Fillet。菜 单 Entity中 Entity Tool Create Fillet 选择两个 Entity 指定半径 Apply1-4. 区域重叠检查区域重叠检查问题 :生成的区域可能会有重叠的部分，这时生成网格就会产生错误。解决方法 :为了避免发生这种情况， JMAG-Studio 使用了 D
9、uplicate Regions Check功能。【操作方法】 确认 Lighting 表示为 ON。检查菜单 Display Lighting。如果没有选中 Lighting,请选择 Lighting。【注】选择 Lighting可以方便的观察区域是否重叠。1-4.区域重叠检查区域重叠检查区域重叠检查 依次选择Display-Duplicate Regions Check选中 Duplicate Regions Check以后，可以发现共有 红 蓝 粉红 这种颜色（ 颜色的含义请参考下一页 ） 再 选择Display Duplicate Regions Check回到原来的显示1-4.区域重
10、叠检查区域重叠检查表示色表示色的含义的含义蓝色 ：没有和其他的区域重叠，正常的区域红色 ：和其他区域有重叠红色 的区域，请重新安排粉红 ：该区域内部包含其他的区域（蓝色表示被包含的区域）2.条件条件(材料设定材料设定)z 1. 需设置的选项z 2. 空气 ,线圈和非磁性材料z 3. 电磁钢板1)分析实例 :2维电动机篇2)分析实例 :2维变压器篇z 4. 各向异性钢片z 5. 热退磁现象2-1.需设定的选项需设定的选项z 需要设定的材料选项有无无有任意各向异性钢片有无无有任意各向同性钢片无有无有任意永磁体无无有有任意各向同性电工钢无无有有线性 :相对磁导率 1非磁性材料无无无无线性 :相对磁导
11、率 1线圈无无有无线性 :相对磁导率 1空气叠片系数温度运动条件电特性磁化特性2-2 空气空气,线圈和非磁性材料线圈和非磁性材料z 空气 ,线圈和非磁性材料都是相对磁导率为 1.0的材料 .即在这里 ,我们认为它们都是不导磁的z 线圈 和 非磁性材料 的 主要区别 是 :线圈不考虑电损耗 ;如需要计算线圈的电损耗 ,选择非磁性材料进行计算2-3电磁钢板电磁钢板:概述概述在 Magnetic Steel Sheet中，可以设定钢板的磁化特性，该钢板具有绝缘层和钢板层的叠层构造。需要设定的参数为：叠片系数，叠层方向，和草图中钢板层 （除去绝缘层的一部份）的磁化特性。绝缘皮膜 钢板层叠层方向电磁钢板
12、 叠片系数 :除去绝缘层的钢板厚度在整个厚度中占的比率 。2-3.电磁钢板电磁钢板:概述概述有两种 Steel Sheet，分别为各向同性电磁钢板和各向异性电磁钢板 .各向异性电磁钢板在垂直于叠层方向的的平面内设定磁化容易轴和困难轴，平面内也能考虑各向异性。本节介绍各向同性电磁钢板的设定，在 下一节中介绍各向异性的电磁钢板。各向同性电磁钢板层叠方向和垂直的方向有不同的磁化特性。但在垂直于层叠方向的平面内内在磁化特性各向同性。叠层方向叠层方向垂直方向垂直面内的磁化容易轴磁化困难轴2-3-1 分析实例分析实例:2D电动机篇电动机篇2-3-1-1.概述概述z 作为分析对象的 2D电动机的分析模型 （
13、 1/4）如左示。z 电磁钢板的层叠方向为 + z 方向 （垂直纸面向上）。z 计算电磁钢板叠片系数分别为100% 情况和 95%时电动机的性能，然后进行比较。轴永磁体电磁钢板W相线圈空气空气V相线圈相线圈2-3-1-2.电动机模型电动机模型3 相 4 极极数6.69 105矫顽力 A/ mX 轴逆时针 45 度方向1.023频率 Hz振幅 A 3电流20100匝数 turn 线圈8相电阻 磁方向线形磁导率永磁体600转速 rpm15.7轴径 mm53.4模型外径 mm轴永磁体电磁钢板W相线圈空气空气V相线圈相线圈2-3-1-3.电磁钢板的参数设定电磁钢板的参数设定( 1)设定电磁钢板的参数，具体操作如下：从菜单1. Condition-Material Verify Material List单击 Add按钮2. 添入材料名，选取材料 Isotropic Magnetic Steel Sheet2-3-1-3.电磁钢板的数据设定（电磁钢板的数据设定（2 ）叠片系数 :除去绝缘层后的钢板层在整个厚度中占的比率。 Magnetic Properties Details
