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    基于ANSYSMaxwell2D内置式V型永磁同步电动机的转子结构优化

    基于ANSYS Maxwell 2D 内置式“V”型永磁同步电动

    机的转子结构优化

    [陈贤阳,黄开胜,明国锋,陈揆能]

    [广东工业大学,广东 广州 510006]

    [ 摘 要 ] 为了使整数槽内置式“V ”型永磁同步电动机平稳运行,本文采用磁极偏移和转子偏心相结合

    的方法来降低电动机的齿槽转矩。基于ANSYS Maxwell 2D 对磁极偏移角度和转子偏心距进

    行扫描,得到最佳偏移角度和偏心距,这样为永磁同步电机降低齿槽转矩提供了一种可靠的方

    法。最后试制样机,通过和原先电机对比分析可知,电机的电气性能得到改善。

    [ 关键词 ] 内置式;永磁同步电动机;磁极偏移;转子偏心;Maxwell2D;齿槽转矩

    Optimization of the rotor structure of interior "V" type

    permanent magnet synchronous motors

    [Chen Xian-yang, HUANG Kai-sheng, Ming Guo-feng, Chen Kui-neng]

    [Faculty of Automation, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510006]

    [ Abstract ] In order to make the integer slots permanent magnet synchronous motor running smoothly,

    this paper uses the method of the pole shift and rotor eccentricity are combined to reduce

    the cogging torque. The pole shift angle and the rotor eccentricity are scanning based on

    Maxwell 2D, then get the best deviation angle and eccentricity, it provides a reliable method

    for reducing the cogging torque of permanent magnet synchronous motor. Finally, a

    prototype, through the contrast and analysis of the original motor, electrical performance of

    motor is improved.

    [ Keyword ] interior; permanent magnet synchronous motor; magnetic pole shift; rotor eccentric;

    ANSYS Maxwell2D; cogging torque

    1 前言

    世界各国节能和环保的政策要求,电动汽车的研制和推广已得到广泛的关注,而对高

    性能驱动电机的研究也是电动汽车行业取得发展的关键因素之一。永磁同步电动机具有体

    积小、结构简单、高效节能、功率密度高等特点,广泛应用于电动汽车行业中[1] 。

    内置式转子磁路结构应用于弱磁调速范围较且要实现高速运转电动机。内置式转子磁

    路结构分为:径向式、切向式、混合式。综合分析这三种结构优缺点,本文采用径向式结

    构。此类结构优点是漏磁系数小、极弧系数易于控制、转子冲片机械强度高、转子不易变

    形[2] 。文献[3]通过对比“一”型和“V ”型转子中永磁体的提供气隙磁通和输出转矩,得

    出“V ”型转子结构的永磁同步电动的电气性能得到改善。文献[4]得出“一”型和“V ”型

    转子在不同工况下铁耗的分析“V ”转子结构的铁耗明显小于“一”型。通过文献[3]和[4]

    的分析,“V ”型转子结构具有明显优势,

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  • 为研究电磁场对激光再制造V型槽中孔隙调控的影响,在激光再制造过程中同时耦合稳态的磁场与电场,以产生定向洛伦兹力;通过激光再制造实验研究了激光功率与电磁场参数对V型槽内孔隙率的调控规律,实验结果显示:当激光...
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    嘉立创邮票孔规范

     

     

    分为V-CUT和邮票孔两种方式.可以使用导入pcb方式和复制PCB两种方式拼板。导入pcb方式的好处在于,在单个PCB改变时,导入的所有PCB也跟着改变,推荐导入pcb方式。

     

    复制的方式拼板如下:邮票孔方式

    1、查看板边界,我的板子边界为22mm*16mm,更改栅格属性,方便一会放置。快捷键G,之后选择Grids properties。更 改如下,这样就是拼板之间间距3mm,这里可以根据自己实际需求给出

    2、选择我们的PCB复制。之后点击edit--paste special。如下勾选

    3、点击paste开始放置如下,每个都要用特殊粘贴来复制过来。

    4、复制完成以后把栅格改回正常的数值

    5、去掉连线。点击1、之后在2这个里边下拉到最下边的system colors。去掉conections lines的可视

     

    6、之后手动放置邮票孔,就是内径20mil,外径比20mil小的孔如下。

    7、放置邮票孔如下

    8、放置邮票孔附近的边界

    9、白色部分多余边界去掉

    10、使用edit  --slice track。把完整的一条线分段,去掉多余的线

    11、都去掉以后,点击design ---board shape---design from selected  objects

    12,把中间挖空

    中间可使用tools--convert---board cutout from selectect promitives从选中挖空。

    也可以画线挖空,使用design--board shape---define board cutout。AD18直线弧线转换使用shift+cap+空格

    13、3D如下,完成

     

    导入PCB方式实现拼板

    V-CUT方式:在拼板边界切一条V型的豁口

    1、点击file-new-pcb,保存在随便一个文件夹内,名字随意

    2、新的pcb中,place embedded board array/panelize。此时按下tab键。

    1是被拼板的pcb原文件,请按照自己路径添加。

    2是横向纵向各几块,图中拼完20块板子

    3、4是每块板子之间间距

    3、点击放置,放置好以后。添加边界在最外圈在机械1层。最外圈直线就画直线。弧线就画弧线

    邮票孔方式:

    还是如此添加电路板,之后添加邮票孔,最后画边界,成品如下图。邮票孔大小20mil。板子间距3mm。把板子边界处理见后边复制方式板边界处理。

    中间可使用tools--convert---board cutout from selectect promitives从选中挖空。

    也可以画线挖空,使用design--board shape---define board cutout。AD18直线弧线转换使用shift+cap+空格

     

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  • PCB开V槽与打邮票孔

    万次阅读 2014-05-20 18:06:20
    V的标准时,深要大于0.25MM,角度要大于等于30度,保留板的厚度不能超过1.5MM 不过我估计你说的损坏应该大部分是铜箔断,那样很可能不是供应商做的问题,而是板子设计的问题,铜箔要距离至少要0.75MM以上,最好...
    V的标准时,槽深要大于0.25MM,角度要大于等于30度,保留板的厚度不能超过1.5MM
    
    不过我估计你说的损坏应该大部分是铜箔断,那样很可能不是供应商做的问题,而是板子设计的问题,铜箔要距离槽至少要0.75MM以上,最好是1MM
    通用的FR-4板,拼版方式是用邮票孔还是V槽后的强度高一些?我们用的板子长度在600mm,3拼版后宽度大概175mm。
    
    拼版方式用V-CUT还是邮票孔,不是考虑什么强度的
    而是考虑整体的板子上所受零件的应力。
    基本上用V-Cut 出的问题多
    还是用邮票孔的好,不过板子大,邮票孔要好好设计
    展开全文
  • 针对泥石流斜墙式V型排导槽的水力最佳断面和底的内力计算问题,基于水力学理论和链杆法,分别推导其计算公式。结果表明:该类型的水力最佳断面与深度无关,用链杆法计算底内力更为简便。最后,以平川泥石流为例,...
  • 在泥石流灾害治理中V型排导槽是广泛采用的结构型式之一,但是由于以往V型排导槽底内力计算理论复杂,运用到实际工程有难度。采用简化计算方法对V型排导槽进行了内力计算,并与精确计算方法进行对比,给出简化增大系数,...
  • 由于最小有效厚度的限制,对厚度小于1.2mm 的板,不宜采用V 槽拼板方式,如需加工V型槽,必须在加工单上说明V型槽加工要求。 邮票孔 邮票孔设置要求:邮票孔与工艺边连接,中间不穿导线时设置要求如图2.5-a; 邮票孔与...

    原标题:Altium Design PCB拼板完整教程,这样讲就明白了!

    一、为什么拼板

    电路板设计完以后需要上SMT贴片流水线贴上元器件,每个SMT的加工工厂都会根据流水线的加工要求,规定电路板的最合适的尺寸规定,比如尺寸太小或者太大,流水线上固定电路板的工装就没法固定。那么问题来了,如果我们的电路板本身尺寸小于工厂给的尺寸规定时怎么办?那就是需要我们把电路板拼板,把多个电路板拼成一整块。拼版无论对于高速贴片机还是对于波峰焊都能显著提高效率。

    二、名词解释

    在下面说明具体怎么操作前,先把几个关键名词先解释下Mark点:如图2.1所示,

    图2.1

    用来帮助贴片机的光学定位有贴片器件的PCB 板对角至少有两个不对称基准点,整块PCB光学定位用基准点一般在整块PCB对角相应位置;分块PCB光学定位用基准点一般在分块PCB对角相应位置;对于引线间距≤0.5mm的QFP(方形扁平封装)和球间距≤0.8mm的BGA(球栅阵列封装)的器件,为提高贴片精度,要求在IC两对角设置基准点,见图2.2。

    图2.2

    基准点要求:

    a. 基准点的优选形状为实心圆;

    b. 基准点的尺寸为直径1.0 +0.05mm ;

    c. 基准点放置在有效PCB范围内,中心距板边大于6mm;

    d. 为了保证印刷和贴片的识别效果,基准标志边缘附近2mm范围内应无任何其它丝印标志、焊盘、V型槽、邮票孔、PCB板缺口及走线;

    e.基准点焊盘、阻焊设置正确。

    考虑到材料颜色与环境的反差,留出比光学定位基准符号大1 mm的无阻焊区,也不允许有任何字符,在无阻焊区外不要求设计金属保护圈。

    工艺边:如图2.3为了辅助生产插件走板、焊接过波峰在PCB板两边或者四边增加的部分,主要为了辅助生产,不属于PCB板的一部分,生产完成需去除。

    图2.3

    V形槽

    V 形槽适合于分离边为一直线的PCB,如外形为矩形的PCB。V 形槽的设计要求如图2.4。

    图2.4

    所示,开V 型槽后,剩余的厚度X 应为(1/4~1/3)板厚L,但最小厚度X 须≥0.4mm。对承重较重的板子可取上限,对承重较轻的板子可取下限。V 型槽上下两侧切口的错位S 应小于0.1mm;由于最小有效厚度的限制,对厚度小于1.2mm 的板,不宜采用V 槽拼板方式,如需加工V型槽,必须在加工单上说明V型槽加工要求。

    邮票孔

    邮票孔设置要求:邮票孔与工艺边连接,中间不穿导线时设置要求如图2.5-a; 邮票孔与工艺边连接,中间穿导线时设置要求如图2.5-b,要求过孔两边的导线不在同一层布线,线宽要求0.3mm;当两拼板连接时,如不采用V型槽时,设置如图2.5-c;以上三种连接方式两个相邻连接键之间的距离要求为6mm~40mm之间。

    a

    b

    C

    图2.5

    三、拼板说明

    外形尺寸

    a.为方便加工,单板板角或工艺边应为R型倒角,一般圆角直径为Φ5,小板可适当调整。

    b.当单板尺寸小于100mm×70mm的PCB应进行拼板(见图3.1)。

    拼板尺寸要求:

    长度L:100mm ~ 400mm 宽度W:70mm ~ 400mm

    图3.1

    不规则的PCB

    不规则形状且没拼板的PCB 应加工艺边。若PCB 上有开孔大于等于5mm×5mm的地方,在设计时要先将孔补全,以避免焊接时造成漫锡和板变形,补全部分和原有的PCB 部分要以单边几点连接,在波峰焊后将之去掉(见图3.2)

    图3.2

    当工艺边与PCB的连接为V形槽时,器件外边缘与V形槽的距离≥2mm;当工艺边与PCB的连接为邮票孔时,邮票孔周围2mm内不允许布置器件和线路。

    图3.3

    拼板

    拼板方向应平行传送边方向设计, 当尺寸不能满足上述拼版尺寸要求的例外。一般要求“V-CUT”或邮票孔线数量≤3(对于细长的单板可以例外),见图3.4。

    图3.4

    异形板的拼板,要注意子板与子板间的连接,尽量使每一步分离的连接处处在一条线上,见图3.5所示。

    图3.5

    四、具体操作步骤

    下面以Altium Designer09为基础讲解PCB板的拼版方法,图4.1是用到的PCB板(长80mm,宽63mm),把其拼版成2行3列的效果。

    图4.1

    1、按住左键不松,拖拽鼠标,选中PCB板,如图4.2和图4.3。

    图4.2

    图4.3

    2、按下Ctrl+C组合键,此时出现十字图形,用来选择基准点,这里我们将其中心对准右下角,单击鼠标左键,如图4.4。

    图4.4

    3、这时按照如图5步骤操作

    图4.5

    点击Paste Special(特殊粘贴)之后会出现如图4.6下对话框,第一个复选框不能勾选,如果勾选只能复制你所在的当前层,例如:你现在在Toplayer层,那么你复制的只是Toplayer上的东西,其他层的东西将不会被复制。第二个也不能选,如果选上,会出现如图4.7所示情况,这里我们直接将第三个复选框选上就好。

    图4.6

    图4.7

    4、完成步骤3,这是我们点击图4.6中的Paste Array,出现如图4.8所示对话框。

    图4.8

    Place Variables选项中的Item Count是设置粘贴的个数,Array Type是用来设置粘贴PCB板的排列类型,有2种,Circular是环形排列,linear是线型排列,根据自己的需要选择,这里我们选择Linear,Linear Array是用来设置粘贴的每块PCB板之间的相对位置,参考点是步骤2点下去的那一点,这里我们选择X坐标为80mm(这里的单位我们可以在第2步中点击Q在mm和mil之间切换),y坐标为0mm设置好后我们点击OK,这时出现十字图形,这个十字图形的中心对应与3块PCB板的第一块PCB板的位置就相当于步骤2中点下去的哪一点相对于原PCB板的位置,点击左键,即可放置3块PCB板,根据自己的需要放置3块PCB板,放置时出现如图9A所示,意思是需不需要从新敷铜,这里点击选择NO不需要,不然结果如图9B。

    如果在图8中的Array Type中我们选择Circular并把CircularArray下面的复选框选中,并在Spacing(degrees)后写45,点击Ok,这时出现十字图形,这个十字图形的中心对应与3块PCB板的第一块PCB板的位置就相当于步骤2中点下去的那一点相对于原PCB板的位置,这时粘贴的3块PCB板之间的相对夹角是45度,如图10。

    图4.9A

    图4.9B

    图4.10

    5、重复上述第2步,第3步,第4步操作,注意此时在2步骤中的左键点击的那一点,点在右上角,此时完成2行3列的拼板现象如图4.11,最后要加上工艺板边(工艺板边加在线路板的长边),切换到Keep-Out-Layer绘制,同时加上mark点如图4.12所示。

    图4.11

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空空如也

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