摘要：详细应用MAGNET软件对稀土永磁电机进行动态仿真研究，最后将仿真结果与电机的测试结果进行比较。测试结果表明，仿真效果与测试结果比较吻合。
　　关键词：动态仿真；稀土永磁电动机；MAGNET软件；测试引  言软件是常用的一种仿真软件，有专门的电机仿真模块。在电机控制研究中，基于P1c控制、模糊控制等控制方法，便于对整个控制系统的研究。但是，Matlab软件在有关电机参与的仿真研究时，已经无形地规定了一个前提，那就是电机的各种参数是已知的；而当对电机本体进行研究时，此时电机的相关参数未知、而Magnet软件是基于电磁场仿真的基础之上来进行电机的动态仿真的，通过电机的动态仿真，从而可以对电机的性能进行预判，进一步对电机研制方案进行改善，这样可以节省电机研制周期。
　　软件分析流程软件支持用于仿真负载与驱动的电路建模，可以对电机的动态性能进行仿真。由于按照实际尺寸建模，而且材料与实际相符，所以其内部磁场与电机的真实情况相一致，这样在电磁场分析的基础之上进行电机动态仿真，更具有真实性。Magnet软件的基本操作步骤和一般的有限元cAE软件相类似，对一个项目的分析包括以下流程，见图1。

　　几何模型与网格剖分建立的几何模型二维剖面图如图2所示。三维立体图如图3所示。从图中可以看出，电枢中已建立了线圈，线圈建立后，要对线圈设置相应的参数，如导线的截面积和导线扎数等。建模完成后，要对模型进行网格剖分。网格剖分是进行进一步计算的前提。网格剖分的大小影响到计算结果的精度，也影响到计算的时间长短，从而影响到计算机资源的合理利用。一般采用软件自动剖分，当剖分结果不满意时，便人工设置进行再剖分。
　　本电机的模型网格剖分图如4所示。
　　电机绕组连接电路本电机为有刷永磁直流电机。电机外围电路简单，但有刷电机多了换向部分。Magnet软件提供了一个换向器模块，通过输入换向器片数，换向片尺寸等自动生成，同样可以通过设置电刷参数生成电刷。把线圈与换向器按绕线方式连接，再把电源引进电路。电机电路连接图如图5所示。

　　4.电机动态仿真结果与测试结果分析

      对于电机的动态仿真研究，主要是对电机的机械特性进行分析研究，分别对电机的空载转速特性和负载转带特性做仿真研究。图6为电机的空载转速特性曲线图。图7为电机的负载转速特性曲线图。图8为电机测试机械特性曲线图。表l为机械特性测试数据。
　　从图6中可以看出，电机达到****转速时所用的时间T=5 ms。电动机空载起动瞬问****转速可达到nmax≈9000Odeg/s≈15000r/min。当T′时电机开始运行平稳，电机运行平稳时转速≈85000deg/s≈14 116 r／min。本电机设计指标额定转速为nN=14 500(±l000)r／min，现在空载转速高于额定负载转速，说明设计比较合理。

　　在加额定负载的情况下对电机进行动态仿真。
　　从图7可以看出，电机达到****转速时所用的时间≈6 ms。电动机负载起动的瞬间，其****转速可达到nmax≈8100Odeg/s≈13500r/min。仿真结果可以确定电机的起动时间相当小，反应迅速。电机在T′≈10 ms时开始运行平稳。当电机运行平稳时转速n≈80deg/s≈13300r／min通过仿真结果可以计算出，电机的转速降△n=no-nN=816r／；转速降比较大，说明电机的机械特性不够硬，使得负载时转速较低，比指标中的额定转速／min低了1 200r／min，但也基本在指标范　　围附近。要保证电机的负载转速不能太低，只有稍微加大磁钢的特性，以提高电机的机械特性。
　　然而，增大磁钢特性，电机空载时转速又会下降。

　　从表1可见空载时转速低于仿真结果，而额定负载时，电机转速与仿真结果十分的接近。通过计算电机的转速降△n01=nm一nNl=330 r／min。与仿真结果比较，电机额定负载时电机转速降低比较小，可见机械特性较硬。
　　小结对电机进行动态仿真研究，可以加快电机研制进程，使研制更具有可预见性。但是，电机作为一个动态的对象，由于其性能受到电机结构、磁钢材料及形状尺寸、电机绕线方式等方面影响，其仿真研究十分困难。Magnet电磁场分析软件精确了电机结构和磁钢材料及形状。在电路连接上也具有专门的绕线方式与外围电路的连接界面，其仿真程度相当高。但是，电与磁的耦合是否****，以及电机运转时发热等因素并没有考虑到。
　　从仿真的结果来看还是相当不错，具有较高的可借鉴性。但是，要想真正的进行高仿真，还需要相关工作者进行大量的研究。