摘要 RMxprt是根据电机等效电路和磁路的规划理念来核算、仿真各种电机模型，具有树立模型简略便利、参数调整便利等长处，一起具有必定的规划精度和可靠性。针对怎么才干更好地核算仿真三相异步电动机，求解二维和三维有限元件这一问题。文中以一台三相异步电动机为蓝本，剖析RMxprt模块在三相异步电动机的2D电磁场的运用。将试验核算成果与有限元成果进行横向比照，差错仅0.366 2%，契合工程需求。
电机规划有近百年的前史，在电机功能和目标不断提高的一起，电机规划手法也有了较大起伏的改善，这其间一向秉承电机规划传统的是根据电机等效电路和磁路法的规划办法。等效电路和磁路法规划，简略便利，且具有必定的规划精度，至今仍是电机范畴的首要规划办法之一。
AnsoftV12版别中，除了二维、三维电磁场核算外，还嵌入了RMxprt电机剖析模块，该模块正是根据等效电路和磁路的核算办法。
电场核算在一些高压范畴、绝缘资料范畴、电机变压器范畴等都受到注重。电场作为电磁场的一个一致全体，相关于磁场核算来讲，其开展稍显缓慢。在新版 AnsoftV12中，电场核算模块仍无法进行非线性资料的核算，而关于磁场，非线性资猜中的磁场散布已较为老练。对电场核算的研讨不仅是理论层面的深化需求，也是实践运用的需求。
1 RMxprt在三相异步电动机中的运用
1.1 工程模型描绘
本文选取的三相异步电机型号为Y160M-4，先在RMxprt模块中树立根本电机模型，再送入Maxwell2D中进行有限元剖析，其根本尺度及绕组参数如图1所示。
该电机的定子和转子铁心轴向长度为155 mm，铁心资料选用热轧硅钢片D23。定子绕组选用三相60°相带，线规为φ1.3 mm铜线，2股并绕作为一匝，每槽28匝，单层绕组，节距为1.9，定子绕组选用三角形接法。电机额外功率为11 kW，4极，同步转速为1 500 r·min-1，三相电压源为380 V，50 Hz。转轴选用不锈钢资料，机座选用铸铁资料，两者均不导磁，不作为电机的主磁路部分。
现运用RMxprt电机剖析模块对Y160M-4电机进行建模和根据T型等效电路的功能剖析。
1.2 三相异步电机数学模型
(1)依照派克方程，停止α、β坐标系下沟通电机数学模型如下定子电压方程
(2)按转子磁场操控，以定子α、β轴相电流，转子α、β轴磁链和转子电气角速度ωr为状况变量，得到如下数学模型
式中，P为微分算子;isα、isβ分别为α、β轴相电流;ψrα、ψrβ分别为α、β轴相磁链;urα、urβ为经三相/两相坐标系改换后的定子两相输入电压;σ为电机漏感系数;Ls、Lr、Lm分别为定子电感、转子电感、定子与转子之间的互感;Rs、Rr分别为定子电阻、转子电阻。
转矩方程
式中，ω，为转子电气角速度;Tc为沟通电机电磁转矩;np为负载转矩;为沟通电机极对数;J为转动惯量。
(3)对电流方程式(4)进行改换，成果如下
2 三相异步电动机仿真
2.1 Y160M-4电机的仿真设定
在菜单栏中挑选RMxprt/Analysis Setup/Add Solution Setup选项，输入悉数电机仿真状况参数开端仿真。仿真参数的设定至关重要，这意味着即将核算前面输入的电机模型在该状况下的工况，通常是将额外作业状况设定为剖析目标。表1中为三相异步电机的详细仿真参数设置。
2.2 三相异步电机的仿真成果
从图2中能够看到整个电机的起动进程和首要参数随转速的改变规则。
3 RMxprt模块与Maxwell2d的耦合
运转Y160M-4的RMxprt项目文件，单击RMxprt/Analysis Setup/Creat Maxwell Design。
电机主动生成了模型、边界条件、鼓励源、网格剖分和仿真设置等选项。转子在额外转速时，即1 462.9 r·min-1下的恒速运转，模仿额外速度下三相绕组电流和转子上的电磁转矩。图3给出的是电磁转矩曲线，图4给出的是三相电流曲线。
在转矩曲线中可显着地看到核算开端的瞬间，电磁转矩有一个负向的极大转矩冲击，这在正常的电机运转中是不会呈现的，因转子为恒转速运转，故软件所给的工况是转子在0时刻前现已被拖至额外转速，然后在0时刻忽然加电。实践中的电机均为从0转速升速至额外转速。所以该核算办法仅取安稳后的转矩数值作参阅，前半段核算无实在工况与之对应。需求阐明的是选用该核算办法电机安稳时刻短，所需核算时刻也较少，所以在核算瞬态作业点时经常被运用。
图5给出的是最终时刻的电机磁力线和磁密散布图，为了比照显着，在此将磁力线色彩调至单色彩。
在核算瞬态进程前，需求设置核算时刻及步长，可设定核算时刻为0.2 s，核算步长为0.000 2 s。网格剖分软件已主动给出，周期边界条件也相应给出。
4 结束语
将有限元成果与RMxprt的磁路核算成果作横向比照，在RMxprt中额外作业点下，电机的输出机械转矩71.807 1 N·m。在Maxwell2D中取转矩曲线最终一个电周期，可得电磁转矩为74.363 N·m。与RMxprt相比较，电磁转矩要高于实践机械转矩，若扣除风磨损耗和机械耗，则有限元算法的机械转矩为72.071 N·m，与RMxprt的核算成果极为挨近，差错仅为0.366 2%，彻底满意工程需求。
将电流也作横向比照，RMxprt核算的三相额外电流的有效值为12.516 3 A，关于有限元成果，相同取最终一个电周期内的电流，在此取最终一个电周期中的A相电流，B、C相以为与A相的有效值彻底相同。将一个周期内的A相电流依照有效值核算办法核算可得A相电流有效值为12.674 9 A，电流差错为1.3%，比转矩差错小。
经过电机转矩和相电流的横向比照可看出，RMxprt模块与Maxwell2D模块的核算成果挨近，即得以彼此印证。
