永磁直流伺服电动机cad系统
赵彦珍 邱元仁 （西安交通大学电气工程学院7]0049）
【摘 要】针对宽调速永磁直流伺服电动机cad系统(syzd软件包)的研制开发，提出基于数据库封闭型、开放型两级管理的分层次、多模块电机cad设计思想；讨论应用直接设计法和有限元磁场分析进行电机设计与性能预测的软件设计方法；介绍syzd软件包的全汉字多级菜单驱动的用户界面设计和规范化多功能图形处理方法；比较syzd软件包对5nm、30nm电机的设计、预测结果和生产样机的测试结果，证实syzd软件包的可靠性和实用性。
【叙 词】永磁电机直流伺服电动机cai)系统磁场分析性能
1引言
永磁直流电动机以其效率高、重量轻、结构简单等独特优点获得愈来愈广泛的应用，尤其新型永磁材料钕铁硼的出现，更使其具有广阔的发展前景。通常，这类电机的设计，主要以人工手算的方式为主，耗时多；设计所需的参数，依赖于设计者的经验；电机设计及性能核算的计算工作量繁重。
结合当前电机cad领域中的新方法，研制了“宽调速永磁直流伺服电动机cad系统”，简称syzd软件包。该软件包的特点是在磁路计算的同时，引入电机的磁场分析，以准确确定某些参数；软件采周封闭型和开放型两级数据库管理方式，提供全汉字多级菜单界面和热线帮助；集电机没计、性能预测、零部件图直接输出于一体。借助该软件，用户随时掌握所预测的电机性能，拥有充分的手段对电机进行优化，避免了电机设计的盲目性和反复性，缩短了设计周期，降低设计成本。
2 syzd软件功能模块的构成
syzd软件的设计思想是通过加强数据库的管理来组织软件各相关功能的一种分层次、多模块结构设计。如图1所示，软件划分了7大功能模块：电机设计模块，磁场分析模块，性能预测模块，图形处理模块，用户界面模块，数据库管理模块和执行流程总控模块，各模块之间功能分立，相互的联系和通讯完全依赖数据库进行。数据的流向和功能模块的启动则完全依靠执行流程总控模块控制。这样的一种软件设计，可以大大减少软件对计算机内存的需求量，同时保证可靠地实现对软件功能的扩充和维护。
2.1 专用数据库的设计
cad软件所用参数的可靠性和其在数据库中组织的严密性是决定cad软件质量的根本保证，同样cad软件所用参数面向用户的透明性和可修改性以及其在数据库中组织的灵活性是决定cad软件实用性的现实要求。因此，处理和组织数据库是cad软件设计的关键之一。
在syzd软件包中，数据库的管理分两级进行，即封闭型数据库管理和开放型数据库管理。所谓封闭型数据库管理，是指对软件运行安全性和对软件运行结果的可靠性起关键作用的一些参数实施强制性非透明管理，这些参数在数据库中是不允许用户改动的。所谓开放型数据库管理是指对需要用户按自己意图通过界面传送给软件的一些运行参数实施透明性管理，用户可以在界面上任意调阅数据库中的内容，并有权对其中数据进行修改的数据库管理方式。对于开放型数据库管理，数据既是各功能模块的预设运行参数，也是用户设计意图的具体表现。
在syzd软件的各功能模块中，只封装了基本的数学模型、逻辑推理机构和专用数据库存取规范。程序运行时所需的运行参数、数学模型参数、逻辑推理机构的基准参数均通过数据存取规范，扶专用数据库中检取。这类参数是运行程序的核心参数，从本质上讲属于程序代码的一介有机部分．并不单纯是数据．因此，其存取权限规定在软件设计员一级，不对用户开放，称其为封闭型数据库．维护和控制权限控制在软件编程者手中。
在syzd软件各功能模块中．用户设计意图的体现．主要是通过建立功能模块接1：1库进行的。各功能模块运行时刻库建立工怍是通过用户界面功能模块的数据存取规范完成的．用户的设计意图、设计要求必须通过软件提供的用户界面输入经过数据规范化后．建立相应的运行时刻库。这类参数是功能模块的接口参数，从本质上讲，是程序的运行参数，其存取权限规定在用户一级，用户可以按自己的意图修改，称其为开放型数据库。
2.2电机设计模块
永磁直流电动机的设计，关键在于确定电机主要尺寸、磁钢尺寸、冲片尺寸及绕组数据。软件采用直接设计法11进行设计．其主要特点是由性能确定参数 |
