Maxwell全变量尺寸建模篇
随着高性能电机的设计理念越来越先进，电机的定子结构、电枢绕组结构、转子铁芯结构、永磁体结构或者是励磁绕组的结构也越来越多样，尤其对于新能源汽车驱动电机、航空航天起动发电机、工业伺服电机等应用领域，需要我们全方位研究电机各个尺寸参数对其电磁性能的影响，如对感应电势基波幅值和谐波分量的影响，对转矩平均值和转矩脉动的影响，对凸极率的影响，对低阶电磁力波的影响，对交直流铜耗比的影响，对永磁体涡流损耗和抗退磁能力的影响，对效率MAP的影响等，而电机的全变量尺寸参数化模型是实现全方位电磁研究的前提。
基于此设计需要，制作了Maxwell全变量尺寸建模精讲课程。课程内容主要在Maxwell 2D/3D环境下，利用其强大的点、线、面、体建模工具以及特征编辑功能来构建电机的全变量尺寸参数化模型，如基于平行齿结构的定子铁芯模型、基于非均匀气隙的转子铁芯模型、基于多层磁障的磁阻铁芯模型、基于六边形的空心杯绕组3D模型、基于V型夹角的多层内置式永磁同步电机模型、轴向磁通电机模型、如何对外部导入几何进行参数化建模等，从而实现对电机模型的精细化设计。
课程的最主要特点就是全变量尺寸参数化建模，只要电机的拓扑结构不变，改变相应尺寸变量的值就可以得到任意大小的模型，相当于创建了一个电机模板，可以对关键变量进行参数化分析和优化分析，因此全变量尺寸的参数化建模在电机设计中是非常有价值的！
实例一之余弦型非均匀气隙结构：转子外圆按余弦规律变化，余弦幅值决定了最大气隙与最小气隙的比值，可研究不同余弦幅值对齿槽转矩、空载反电势基波幅值及谐波含量、转矩脉动等电磁性能的性能；
气隙长度表达式为：A为余弦振幅；
图1 余弦型气隙全变量尺寸结构示意图
实例二之六边形空心杯绕组模型：绕组直线边高度与总高度的比值直接决定了绕组系数及槽满率，绕组系数又直接决定了空载反电势和转矩的输出能力，而槽满率受限于绕组的生产工艺，利用对直线边高度或比值的参数化分析，可精确计算其对绕组系数、槽满率、空载反电势的影响；
图2 六边形全变量尺寸导线模型
实例三之单定子单转子轴向磁通电机全变量尺寸参数化模型：在圆周方向上，定子槽宽决定导线的宽度和定子齿宽，进而影响电磁负荷，对转矩输出、效率等都有较大的影响；
图4 定子全变量尺寸示意图
