maxwell软件- 从RMxprt中导出模型

4 从RMxprt中导出模型
这一章主要介绍如何从RMxprt导出电机模型或者计算报告到Ansoft的其它产品或其他软件。

4.1 创建Maxwell 3D设计
如果用户有Maxwell 3D的license文件，就可以在RMxprt中创建Maxwell 3D的模型，然后在Maxwell 3D中做三维电磁场分析。

4.1.1 导出Maxwell 3D设计模型
在RMxprt中完成电机设计以后，就可以导出一个Maxwell 3D的设计模型：
1.点击RMxprt>Analysis Setup> Create Maxwell Design…，如图4.1
图4.1 导出Maxwell3D模型
2.这时会弹出Create Maxwell Design对话框，从Type的下拉列表选项中选择Maxwell 3D
Design，如图4.2。

3.从Solution Setup的下拉列表选项中选择你所要导出的求解方案
图4.2 Export Maxwell 3D对话框
点击OK关闭对话框，在Progress窗口中会显示处理过程，处理的结果会显示在Message Manager窗口中。

现在就可以选择Maxwell Design n转入Maxwell 3D界面进行深入分析。

在Maxwell 3D界面中，Editor窗口（见图2.2）又叫做3D Model Editor，或者3D Modeler窗口。

4.1.2三维几何模型
点击项目树中的Maxwell Design n图标，激活该设计。

点击菜单命令View > Fit All > Active View，或者使用组合键Ctrl + D，或者图标命令Fit all，来调整模型的显示，如图4.3所示。

图 4.1 创建Maxwell 3D设计模型
技巧：你可以通过菜单Draw > User Defined Primitive > SysLib > RMxprt在Maxwell 3D中画出电机的某个组件模型。

点击View > Active View Visibility …，弹出对话框Active View Visibility，在对话框中可以选择显示或隐藏某个组件，如图4.4(a)所示。

点击OK关闭对话框。

图 2.4(a) 选择显示或隐藏某个部件
根据电机的对称性，RMxprt会自动输出一个计算周期最小的几何模型。

如果用户想修改模型的周期数(以OuterRegion为例)，可以通过点击菜单命令OuterRegion>CreateUserDefinedPart，修改Fractions属性，如图4.4(b)。

用户可以将Fractions的值变成默认值的任意约数，例如在图4.3中，Fractions的默认值是4，代表1/4周期模型。

4的约数是1、2和4，因此用户可以将Fractions 由4变为1或2，如果变成2，代表1/2周期的模型。

如果输出的几何模型不是整个模型，那么计算模型以外的部件会移出，并保存在Unclassified 组里。

不要删除这个组里的任何部件，否则改变Fractions值的时候，这些部件不会恢复。

图 3.4(b) 设置Fraction，改变周期数
4.1.3 完整的材料属性设置
在新创建的Maxwell 3D设计模型中，电机各部分的材料属性已经自动加载，都是在RMxprt 设计中所用的材料。

例如部件Band，InnerRegion和OuterRegion设置为空气，定子电枢绕组的材料是copper，定子和转子铁心材料是M19-24G，转子磁极材料为XG196/96，参考图4.3所示。

如果转轴的材料是导磁的，则转轴的材料设置为与转轴相连的铁心相同。

否则，设置为空气。

4.2 创建Maxwell 2D设计
如果用户有Maxwell 2D的license文件，就可以在RMxprt中创建Maxwell 2D设计，然后在Maxwell 2D中做二维电磁场分析。

4.2.1 输出Maxwell 2D 设计
在RMxprt中完成电机设计以后，就可以导出一个Maxwell 2D的设计：
1. 点击RMxprt>Analysis Setup> Create Maxwell Design…，参考图4.1
2.从弹出的Create Maxwell Design对话框的Type下拉菜单中选择Maxwell 2D Design，让
Auto setup保持选中，如图4.5。

如果Auto setup选中，RMxprt将输出一个完整的Maxwell 2D设计。

3.从Solution Setup的下拉列表选项中选择你所要导出的求解方案。

图4.5 输出一个2D模型
点击OK关闭对话框，在Progress窗口中会显示处理过程，处理的结果会显示在Message Manager窗口中。

现在用户就可以选择Maxwell Design n转入Maxwell 2D界面进行深入分析。

在Maxwell 2D界面中，Editor窗口（参考图2.2）又叫做3D Model Editor，或者3D Modeler窗口。

4.2.2二维几何模型
双击项目树中的Maxwell2Ddesign n图标，激活设计。

点击菜单命令View>Fit All>Active View，或者快捷键Ctrl+D，或者点击图标Fit all，调整显示，以便能够观察到电机的所有零件，如图4.6。

图 4.6 创建Maxwell 2D设计
技巧：你可以通过菜单Draw > User Defined Primitive > SysLib > RMxprt在Maxwell 2D中画出电机的某个组件模型，注意设置Length为0。

4.2.3 自动材料属性设置
在新创建的Maxwell 2D设计模型中，电机各部分的材料属性已经自动加载，都是在RMxprt 设计中所用的材料。

例如部件Band，InnerRegion和OuterRegion设置为空气，定子电枢绕组的材料是copper，定子和转子铁心材料是M19-24G，转子磁极材料为XG196/96，参考图4.6所示。

如果转轴的材料是导磁的，则转轴的材料设置为与转轴相连的铁心相同。

否则，设置为空气。

4.3 创建Maxwell 2D项目（Project）
在V11或者更老的Maxwell2D版本里面，设计任务被当作一个Project来处理。

RMxprt能够输出Project模型，供以前版本的Maxwell2D使用。

其中的几何模型(.sm2文件)能够导入到最新版本的Maxwell2D里面。

5.3.1 输出几何模型设置
在RMxprt中完成电机设计以后，就可以导出一个Maxwell 2D的project。

输出之前，需要对二维的几何模型做一些设置。

点击RMxprt > Design Settings...，然后点击Export Options弹出对话框，如图4.7所示。

图4.7 输出选项面板
1.Periodic：根据几何对称性，可以把电机结构分成几个周期，选择较小的周期可以缩短
Maxwell 2D分析的运行时间。

如果需要最小的几何区域，就打勾选中并输入1。

2.Difference：转子相对于定子所偏移的电角度。

3.Band Arc：将气隙沿着圆周均匀分成几段。

Band Arc是每一段中心角的大小。

它的有效
取值范围是1o到5o，默认值是3o。

Maxwell 2D在二维电磁场分析转矩时，对Band Arc 的大小是很敏感的，它的值越小，气隙网格就越好，计算转矩就越精确，不过相应的计算时间更长。

4.Teeth to Teeth：如果选中了这一项，转子齿中心线或转子磁极轴线与周期分割线的方向
是一致的。

不过，定子齿的中心线与周期分割线的方向始终是一致的。

5.Design Sheet：指定一个Excel的模板来生成定制的设计书。

点击OK关闭对话框。

4.2.2 观察二维几何模型
如果你的计算机中安装了Maxwell 2D，就可以观察Maxwell 2D的几何模型：
1.点击RMxprt > Analysis Setup > View 2D Geometry …（参考图4.1）。

2.弹出View 2D Geometry的对话框，如图4.8所示：
图 4.8 导出2D Geometry面板
1)从Solution Setup的下拉列表选项中选择你所要导出的求解方案。

2)输入modeler2.exe（2D Modeler）所在的路径（在Maxwell 2D的安装文件目录下）。

点击OK之后，RMxprt就对它所创建的二维几何模型运行2D Modeler，如图4.9
所示
图 4.9 导出Maxwell 2D模型面板
用户可以在2D Modeler中通过选择Window > Wire Frame或Window > Fill solids查看框图模式或实体模式。

你还可以通过选择Teeth to Teeth选项来观察几何模型的差别。

点击File > Exit退出2D Modeler。

4.2.3 导出Maxwell 2D项目
为了观察如图4.7所示的Export Options各选项的效果，可以选择Teeth-Teeth。

现在可以将Maxwell 2D项目导出：
1.点击RMxprt>Analysis Setup>Export（参考图4.1）。

2.弹出Export的对话框，如图4.10所示
图4.10 导出Maxwell 2D 面板
1)从Type下拉列表中选择Maxwell V11 2d Project。

2)在Solution Setup下拉菜单中选择要输出的求解方案。

3)在Path中指定输出文件路径位置（或者点击…寻找一个合适的路径位置）
点击OK关闭弹出的对话框，导出过程需要一小段时间，处理的信息最终会在Message Manager窗口中显示出来。

现在就可以利用Maxwell 2D V11或更早版本，对所创建的Maxwell 2D项目进行进一步的分析了。

4.2.4 导入SM2几何模型
用户可以将RMxprt创建的Maxwell2D V11的sm2格式几何模型，导入到Maxwell 2D v12中。

1.点击Project>Insert Maxwell 2D Design…，如图4.11所示。

图4.11 添加一个Maxwell 2D设计
2.双击项目树中新添加的Maxwell2Ddesign n，激活该设计。

3.点击Modeler>Import…，如图
4.12所示
图4.12 输入命令
4.点击Modeler>Import…，如图4.12所示
5.找到需要导入的sm2文件路径，点击Open，如图4.13
图4.13 导入sm2文件
比较图4.14和图4.9，可以观察到由于Teeth-Teeth设置不同，导致不同的模型。

图4.14 导入的Maxwell2D设计
4.3 导出Simplorer 模型
4.3.1 在RMxprt中导出Simplorer模型
利用RMxprt完成电机设计以后，就可以将动态电机模型（.sml）导出到Simplorer：
1.点击RMxprt > Analysis Setup > Export > Simplorer Model….（参考图4.9），在Type
的下拉菜单中选择Simplorer Model
2.在弹出的对话框Export中，如图4.15所示：
图 4.15 导出Simplorer
1)从Solution Setup 下拉列表中选择你所要导出的求解方案。

2)从Path定义输出文件的路径。

现在就可以利用Simplorer对这个Simplorer模型进行进一步的分析了。

4.3.2 打开Simplorer Schemetic
如果电脑中安装了Simplorer，就可以从Windows任务栏中中打开Simplorer schemetic，点击Start，然后选择：Programs >Ansoft > SIMPLORER 7.0 > SIMPLORER Simulation Center 7.0，如图4.16所示。

图 4.16 打开Simplorer
在弹出的对话框中，如图4.17，选择一个用户，点击OK。

然后，会弹出Simplorer的项目管理窗口和Welcome to Simplorer对话框，如图4.18所示。

点击Create a New Project，弹出对话框New Project如图4.19所示。

在File name中输入bldc，点击Create按钮进入Simplorer项目管理程序SSC 7.0 Commander，如图4.20所示。

图4.17 Simplorer 7.0启动界面
图4.18 Simplorer 7.0欢迎界面
图4.19 创建新的project控制面板
图4.20 Simplorer项目管理器
在Simplorer项目管理程序SSC 7.0 Commander中，如图4.20所示，在File name一栏中双击（New File）进入Simplorer Schematic 窗口，如图4.21所示。

Simplorer Schematic 的界面由标题栏，菜单栏，工具栏，状态栏，主电路图窗口，（模型工具/对象浏览器）Model Agent/Object Browser 窗口和仿真器（Simulator）窗口组成。

图4.21 Simplorer Schematic
4.3.3 在Simplorer Schematic中导入电机模型
在Model Agent/Object Browser窗口中点击Model Agent标签，点击上边的Add Ons标签然后在列表框中选择interfaces，单击并拖动RMxprt到主电路窗口中，然后松开鼠标，就在主电路图中放置了一个名称为RMxprtLink1的元件，如图4.22所示。

图4.22 将一个RMxprtLink元件拖到Simplorer Schematic中
双击RMxprtLink1元件图标，并在弹出对话框Properties中点击Import Model（*.sml）按钮，进入另一个对话框Specify SML Model，如图4.23所示。

图4.23 导入电机模型
浏览选择在4.3.1节中所导出的电机模型（.sml），点击Open按钮关闭对话框Specify SML Model，然后点击OK关闭对话框Properties。

电机模型导入之后，元件图标也会随之改变成二维几何模型，这个几何模型也是可以通过RMxprt > Analysis Setup > View 2D Geometry… （参见图4.8）来观察的，如图4.24所示。

图4.24导入到Simplorer Schematic中的电机模型
一个电机模型，根据电机类型一般包含了一些电气引脚，两个机械旋转引脚ROT1和ROT2，一个实际输出引脚Pos，这个引脚在默认情况下是不可见的。

所有有效的引脚都可以在Properties
对话框的Output/Display标签项中显示出来，如图4.25所示。

图4.25所有有效的输入输出引脚
你也可以通过右击元件图标选择Move Pin对所有的引脚进行重新安排，如图4.26所示。

将鼠
标移到引脚处，当鼠标形状变成如图4.27所示的时候，单击并拖动光标到你所想把引脚放置的位
置。

你还可以通过选择Flip Horizontal和Rotate(90°)来水平翻转元件图标或将图标旋转90°，如图
4.27所示。

图4.26选择Move Pin
图4.27单击并拖动引脚到新的位置
电气的引脚标签都带有A，X，B，Y，… phase A，B，… 等绕组端接号。

当相数超过4的时候，引脚标签也会改变。

你可以在Properties对话框的Output/Display标签项中察看引脚的说明，如图4.26所示。

相电压可以在两个绕组端并联一个电压表来测量，单位是伏特。

相电流也可以通过在两个绕组端串联一个安培表来测量，单位是安培。

两个机械引脚的标签总是ROT1和ROT2，转子转速可以通过在ROT1和ROT2间并联一个转速计来测量，转矩也可以通过在ROT1和ROT2间串联一个转矩测量计来测得。

实际的输出引脚Pos可以作为一个位置传感器给驱动电路提供转子的位置信息。

你可以在你的驱动电路中直接使用引脚名字Pos。

你还可以在图4.26中的Pin一栏中勾选复选框，来使能引脚，然后将它连接到你的驱动电路中得到位置信息。

4.4 导出定制的设计单
RMxprt中允许用户将Design Output中的计算数据导出到Microsoft Excel中的工作表中，使用户可以根据他们自己的需求利用Microsoft Excel的功能来设计有各自风格的计算书。

在输出设计单之前，首先需要在Microsoft Excel中创建一个模板并设置导出选项。

4.4.1 创建Excel模板
4.4.1.1 设计表单中的关键字
在RMxprt的Design Out中，各种参数的文字描述被作为输出数据的关键字。

以RMxprt > Results > Solution Data… > Design Sheet 路径下的无刷永磁直流电机（bldc）为例，显示在图2.47中。

在Design Sheet中，“Rated Output Power”，“Rated Voltage”，“Number of Poles”，“Type of Circuit”，“Frictional Loss”，等等都是输出数据的关键字。

如果将这些关键字导入到Microsoft Excel的工作表中，相应的Design Out中的数据也应导入到这个工作表中。

4.4.1.2 模板格式
以无刷永磁直流电动机（bldc）为例，创建一张设计模板。

打开Microsoft Excel，将空工作表重命名为bldc，并在弹出对话框Save As中选择路径Ansoft\Examples\bldc保存。

根据用户需求，选择相应的参数，安排好工作表的页面格式。

设计好的工作表的格式如图4.28所示。

图4.28定制设计表
在模板中，浅色的（或者是彩色图中的黄色部分）区域，例如C3→C5，是为导入数据而保留的区域。

1．在Design Sheet中采用关键字
在模板的浅色区域中导入数据时，=“╳╳╳╳”中的关键字。

在双引号内的╳╳╳╳表示相应的关键字。

例如，在图4.27中，在C3单元中，关键字在=“Rated Output Power”中。

2．为从RMxprt中导入到工作表的数据设置边界
在将数据导入到Microsoft Excel工作表中时，RMxprt会自动搜索匹配关键字。

为了缩小搜索范围，从而减小搜索时间，建议设置搜索边界。

RMxprt定义=“”作为边界的标志。

例如，在图4.28中，深色部分（或彩色图中的浅绿色部分）路径的单元P1 → P9 → G9 →G41 → A41都是关键字，用=“”来表示边界。

在导入数据时，RMxprt通过关键字匹配时不会搜索小于或大于边界条件的数据。

4.4.1.3 在模板中使用你自己的语言
根据Microsoft Excel提供的不同的语言，可以使用除英语之外的首选的语言应用到模板中进行描述。

例如，在图4.29中，使用了简体中文。

图4.29使用简体中文定制设计单
注意：关键字不允许用其他语言来表示。

4.4.1.4 在模板中插入图形
有时候需要在模板中插入图形来详细描述，比如图4.31中所示的槽的类型和标注说明。

你可
以通过Microsoft Excel命令Insert>Picture>From File来将一个图片文件插入到工作表模板中，或者使用Copy，Paste的方法将图片插入到工作表模板中。

4.4.1.5 为你自己的后处理添加公式
利用Microsoft Excel中的相关的功能，可以对工作表中的数据进行后处理。

例如，计算绕组重量时可以利用以下公式：
()Density
Copper
Armature
Diameter
W ire
4Length
Turn
Half
Coil
Conductor
per
W ires
of
Number
Slot per
Conductors
of
Number
Slots
Stator
of
Number
W eight
W inding
2⨯⨯⨯
⨯
⨯=
π
其中，π = 3.1416 ，电枢绕组密度0.0000089 kg/mm3，在图4.29中，公式在D40单元中表示为：=H7*D30*D31*D36*3.1416/4*D32^2*0.0000089I。

4.4.2 创建计算单
4.4.2.1 设置导出选项
1．点击RMxprt > Set Export Options。

出现对话框Export Options（参见图4.6）。

2．在Design Sheet 选项中，在Excel Template编辑框中指定一个模板。

或者点击… 按钮打开一个对话框Save As，浏览并且找到你所要用的模板，然后点击Save回到对话框Export Options。

3．点击OK关闭对话框Export Options。

4.4.2.2 察看设计单
在设计项目已经经过分析后，创建一个基于已经定制的模板的设计表单。

1．点击RMxprt > Analysis Setup > Export Customized Design Sheet。

对话框Customize Design Sheet 如图4.30所示。

图4.30导出定制的设计单
2．在Design Sheet的下拉列表中选择一张输出表单，或者点击按钮… 打开一个对话框Save As，浏览并找到你所要使用的表单，然后点击Save回到对话框Customize Design Sheet。

3．点击OK关闭对话框Customize Design Sheet。

RMxprt会根据设定的路径连接到Microsoft Excel中去，并自动将Solution Data/Design Sheet 中的相关的数据导入到定制的Design Sheet Template 的一个副本中去，如图4.31所示。

在Solution Data中的某些特定的无效数据会以N/A的方式显示，例如，当Slot Sizes中的RS为1或2时显示的就是N/A。

数据的后处理过程会自动运行，例如，Armature Copper Weight（kg）一项显示的就是0.98603。

图4.31定制的设计单。