盘式无铁心永磁直流电机虚拟样机开发平台初探

论文摘要

随着科学技术水平不断提高,生产和生活的节奏也在同时大幅加快,这样就使得任何一个新产品的研发必须相应的提高效率缩短周期,以适应瞬息万变的用户需求和市场竞争。在这个背景下,许多产品的传统研发方法已经逐渐显露出它们的弊端,再难以适应如今快速高效的社会。为解决低下的设计研发手段与日益增长的多样化需求,有必要发展一种全新的基于计算机技术的产品开发方法,即虚拟样机技术。利用虚拟样机技术,可以将一个新产品的设计方案数字化呈现于计算机中,通过数学模型对其各种属性进行仿真,从而构建出一套无纸化、快速高效的开发方法。多年以来,电机本体的设计方式都没有根本上的改进,存在着设计流程分散、过程抽象不直观、重复工作较多等缺点。这些不足导致了整体设计效率不高,一个新型电机方案从开始到最终定案往往需要很长的周期。本文在深入学习了解虚拟样机技术的基础上,尝试探索出一个利用该技术提高电机研发效率、加快研发速度的方法。本文首先分析了虚拟样机技术的发展现状和其特点,接着探讨该技术的实现要点,最后提出了以三维CAD软件SolidWorks为基础,结合Matlab仿真功能的电机虚拟样机开发平台。该平台主要实现电机设计的完整流程,包括:电机零部件的三维CAD建模,电机装配及演示,电机的运动仿真以及虚拟实验验证评估。本文以盘式无铁心永磁直流电机为研究对象,对虚拟样机应用于电机设计进行探讨,阐述了电机虚拟样机结构参数化设计的实现方法,并对电机的模拟真实装配过程进行分析,最后进行了电机运动仿真、工作过程和性能测试等环节的研究,实现了电机的虚拟实验功能。因为电机虚拟样机平台涉及面较广,应用了多种比较复杂的软件和功能,所以如何稳定高效地存储各种设计参数也是本文讨论的重点之一。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题研究意义
• 1.2 虚拟样机技术发展现状
• 1.3 盘式无铁心永磁直流电机
• 1.4 Solidworks 三维建模
• 1.5 课题研究主要内容
• 2 虚拟样机技术与电机设计
• 2.1 虚拟样机环境体系结构
• 2.2 虚拟样机开发基本过程
• 2.3 虚拟样机技术应用于电机研发的优势与研究难点
• 2.4 基于SolidWorks 二次开发的虚拟样机技术
• 2.5 虚拟样机参数化设计
• 2.6 在Visual C++中使用Matlab 仿真功能
• 3 盘式无铁心永磁直流电机的结构与电磁设计
• 3.1 基本结构原理
• 3.2 磁极和线圈设计
• 4 盘式无铁心永磁直流电机虚拟样机平台开发
• 4.1 基础核心模块
• 4.2 参数化三维设计模块
• 4.3 动态装配演示模块
• 4.4 虚拟实验仿真模块
• 5 全文总结与展望
• 致谢
• 参考文献