Maxwell16初学者的笔记，作为个人笔记的云端备忘使用 资料和具体数值参见 https://space.bilibili.com/432365286 是这位作者Maxwell教程系列 第三节 电机有载仿真 的内容笔记 感谢前辈的分享和讲解，课程简明可行，推荐作为入门教程跟做
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添加激励
使转矩达到最大的方法
对表贴式永磁电机（即本模型）
1.改变电流相位deg，让电流波形右移
2.改变转子的位置，让空载电动势左移
对于内置式永磁电机
查看负载运行结果
添加激励
复制一个unloadmodel，右键project文件夹paste，paste出的新模型改个名字，loadmodel之类的。把求解时添加的圆线和FFT删掉，圆线在中间栏的lines里，FFT在results里。去winding里添加电流，每相电流相差120°
可以直接复制： Imax*sin(2*pi*2000*8/60*time+deg) 点确定，在弹出的框里给Imax、deg赋值，Imax10A，deg要现在下拉栏里选择类型为angle，先不赋值，默认选0,。其他两相的加减pi/3直接在公式里添加。注意ABC三相正序是顺时针排列的矢量。
使转矩达到最大的方法
对表贴式永磁电机（即本模型）
可以看出两个量的相位不同，空载反电动势的极值出现在1之后，激励电流的极值出现在1之前，这样表贴式永磁电机的转矩无法达到最大，计算会出问题。让两个波形相位一致的方法：
1.改变电流相位deg，让电流波形右移
初始角=360*0.75/3.75，直接在loadmodel的数据栏里修改deg的值，电流波形要右移，左加右减，deg设为-72°。修改后的转矩波形如下：
能看出来这个结果和教程中的结果相比稳态值的正负号完全相反。找了很多资料，有人说偏向一侧是因为剖分有问题，但是按这个道理来讲我的剖分和教程做的一样，就算偏向一侧也应该和教程偏向同一侧。最后让InsCode用matlab做了一个m文件绘制表贴式永磁同步电机电磁转矩随时间变化的特性图，发现生成的范例稳态值也为负。
InsCode给出的理论分析如下：
代码中电磁转矩计算公式为：Te = 1.5*P/2*(lambda_m*iq + (Ld-Lq)*id*iq)P是极对数，lambda_m是永磁体磁链对于表贴式电机(Ld=Lq)，公式简化为：Te = 1.5*P/2*lambda_m*iq转矩方向完全取决于q轴电流iq的符号表贴式永磁同步电机的稳态转矩值可以是正负任意值正转矩对应电动运行状态(电机输出机械功率)负转矩对应发电运行状态(电机吸收机械功率)
确实，本身我的电机学学的就不是很扎实，对电枢反应的运用还停留在“单独提起时能想起，综合计算时完全忘得没影”的阶段。在仿真过程中我一直在纠结角度、正负的问题，把直轴交轴的事情完全抛在脑后了。用永磁电机的几种典型相量图回忆一下Id和Iq的情况吧。
唐任远院士《现代永磁电机理论与设计》 171页
winding中的电流激励是Id和Iq的相量和，也就是I1相量，我们设置的deg值就是图中I1相量的相角。由于空载电动势E0的初相位为0，I1的初相位被我们设置成了-72°，两个相量之间的关系大致是图e中的情况，此时Id的值为负，Iq的值为正，因此电磁转矩和Id同号也是负值。把winding中的所有激励都加上负号以后转矩就变成正值了，和教程中的结果一模一样。
虽然不知道为什么和教程模型对不上，但是理论上可以自圆其说了。有一个猜想：可能是给绕组分相时点击的顺序不正确。但其实我也完全不知道分相时需不需要注意点击顺序。
2.改变转子的位置，让空载电动势左移
不设置初始角时默认为0，转子每移动一对极的角度，反电动势就移动一个周期 计算要给转子设置的初始位置角：找到A相Uo的第一个过0时刻和图上的图像结束时刻，分别是0.75和3.75。快速标记图像点用右键-marker-add marker。初始角=360*0.75/3.75/8，除以8是因为有8对极。 实现方法：在model下点击motion setup，在data下的第一栏initial position处填入计算好的角度360*0.75/3.75/8，确定，validate，analyze all。
可以看到调整后空载反电动势的极值和有载定子电流的极值都出现在0.9375s，即相位相同。
在这个改了初始相位角的模型上修改，重命名成有载，再添加定子电流。（把从空载模型那里复制来求磁密的圆线也删了）
Imax*sin(2*pi*2000*8/60*time+deg) Imax*sin(2*pi*2000*8/60*time-2*pi/3+deg) Imax*sin(2*pi*2000*8/60*time+2*pi/3+deg)
Imax和deg在新模型里都要重新设置，这是修改转子位置的方法，所以激励参数不变，依然是10A和0°。设置完成后validate，analyze all。
这个方法我一开始做了三四遍，做出了一个半周和两个周的波形，就是做不出和教程里一样的六个周。
这是两个周的波形图
最后把第一个方法的模型复制，把激励初相位去掉再添加上转子初相位，又跑出了6个周期的图。但是和第一种方法以及教程中得到的初相位都不同，不知道是为什么。
这是最后得到的6个周的波形，不太平滑，可能是步长设大了
6.15追记：
喜报！教程结果终于在我的maxwell出现。原因是我设置的转子初始角是我用反空载电动势图像上放大了很久找到的A相零点计算的，没有直接用教程中给的0.75。但是这样看来初始角的具体值只影响转矩波形的初相位，为什么一开始我用0.75做了三四遍也没成呢？
锣鼓喧天鞭炮齐鸣，庆祝教程图像今天到我家
对于内置式永磁电机
模型中的电机是表贴式，以上两种方法都可以让电流和反电动势同相位，达到使转矩最大的目的。但对于内置式永磁电机，电流和反电动势同相位时转矩不是最大的。（存在齿槽转矩）
简单粗暴法：转子初相位设为0，电流激励初相位设置为0，转速也设置为0 （在motion setup里）。得到的结果：
这次的幅值和周期都很好，但是正负值不同，应该是电流加反了或者选相的时候线圈位置选错了，话说要让相位差180°真的也有点操作难度吧。
要让波形左移，使最大值出现在0时刻。改变电流激励的相角，角度为：360*1.2/3.75，左移，角度为正值。
选点
（不知道为啥add maximum在这张图上禁用 ，不过自动定位也挺准的，逼近了半天最后选定的还是自动定位的那个点
改变相角后得到的图像：
把转速再改回2000rpm，得到和教程中表贴式永磁电机改变电流激励相位后一样的一张图。跟我自己的那张倒是不一样，一会还反相一会儿又一样了。谁知道为什么可以教教我吗T_T
查看负载运行结果
自感和互感
长得有点丑的磁链
更丑的反电势
因为是直接输入所以美得很标准的定子电流
在图像上右键，maxwell16.0选trace characteristic-add，可以选择查看波形的最大、最小、平均值和峰峰值等。集成在AE里的新版本选trace characteristic-favorites，在下面的分支里查看。
在模型图上全选所有结构，右键选fields-A-flux_lines，再点模型左下方的time=-1方框，可以查看磁力线。点击左侧的色谱带，在弹窗的scale栏中修改Num的值可以调整磁力线的数量。如图：
定子电流初相位≠0的表贴式永磁电机有载模型磁力线分布
num=5
num=25
同样全选所有结构，右键fields-B-mag_B可以查看磁密云图。点击左侧的色谱带，在弹窗的scale栏中选择use limits，把磁密的最大值改小以便查看电机的饱和区域。因为色谱中的饱和区域太小了不明显，考虑把最密区域的标准放低，让饱和区域的形状扩大一点，这样比较显眼。
定子电流初相位≠0的表贴式永磁电机有载模型磁密云图
max=2
max=1.8
点左下角time方框，在其中time项的下拉栏里选择不同时刻，可以查看对应时刻的磁力线和磁密云图。这些图归纳在results下面的那个field overlays栏里。右键field overlays，点animation-OK（maxwell16.0中选项名称是animate），可以让电机动起来，类似一个转子转动、磁力线和磁密随之变化的小动画。
如果animate的时间栏里只有首尾两个时间点或者时间点过少，可能是因为analisys中有多个set up，系统会默认使用set up1或者第一个set up中设定的时间范围和步长。点击模型图左下方的时间框，在solution的下拉栏中选择时间范围和步长合适的求解条件。没有合适的set up可用时也可以去analisys栏修改或重新设置一个求解条件。
一些随记：
这个视频我断断续续看了一周多才看完，看前半部分的时候几乎每个图都做不出来，要么就会一直报错。看到第三天我就不想看了，因为版本不一样我真的花了很多时间找来找去，有的功能真的找不到或者效果不一样，有的功能找到了但是运行三次软件要报两次无响应，很崩溃很崩溃。后面一边摸鱼一边磨磨磨，到了周末我又睡懒觉＋到处跑，进度可怜。
但是人真的很没记性，昨天全部弄完的时候我又觉得突然就结束了，原来这个视频只有这么一点长，周四多做一点的话说不定周五我就结束了。
结果可能是来自maxwell的报复，今天整理最后一段的图像时我又发现了一堆问题。为了让磁密云图上不显示磁力线，我把所有show/hide键全点了一遍，差点把模型全搞丢，最后只能认命删除一个，需要的时候再添加。做最后那个动图的时候看到两点反复横跳我简直两眼一黑，隐隐约约有记起这好像是plq出现过的问题，找到作者回复一看“最后一步设置错了”八个大字真是让我绝望。最后一步总共也就一步，这怎么错的难道是我这种小白能搞明白的问题吗？（虽然最后也搞明白了）
总之这一趴完全就是我不愿回想的一切，无聊又惨痛。虽然现在还是有一些问题，但是终于结束了我直接给自己敲锣打鼓唱戏放电影（bushi）。
希望大家一切都顺利！