1 前言

为了抑制振动和噪声，电机采用斜槽是一种常见的结构形式，其的仿真严格来说是一个3D问题，但由于3D仿真时间与资源的限制，采用2D的等效的方式，亦有一定的计算精度，其等效的原理如图1所示，即将轴向分成多个错位段，每段对应一个2D工程，对2D工程的结果进行相加求平均。

原斜槽示意

等效斜槽示意

图1

在ANSYS Maxwell R17版本前，2D等效斜槽是通过对转子初始相位角进行参数化，求解多个工程，然后在后处理中进行处理完成的，在ANSYS Maxwell R17版本起，可以通过一个斜槽的设置，仅求解一个工程即可完成等效，本文对两种方法分别进行讲解。

本文以一台4极24槽永磁电机为例，电机轴向斜1个定子槽，电机的1/4模型如图2所示：

图2

2 R17之前版本

整体思路是对转子初始相位角进行参数化，然后在后处理中利用对曲线“统计”中的“平均”得到结果，具体操作如下：

（1）在MotionSetup中将转子初始位置设置为一个变量（名称任意），如①所示：

图3

图4

电机的初始角度为7.5°，这里同样将变量的初始值设置为7.5deg ，如图5所示。

图5

（2）参数化变量“Ini_deg”

图6

如图7所示，在①中选择之前设置的初始相位角变量“Ini_deg”，在②选择添加变量的方式为是：个数，③中设置变量的初始值，④中设置变量的结束值，本文斜一个定子槽，对于24槽电机，即360/24=15°，且一般为了与不斜槽的结果做比较，保证结果的相位一直，一般是在初始转子位置角（本例为7.5°）的正负两侧选择起始值，即参数化变量的范围是：

开始：（7.5-360/15/2）=0°

结束：（7.5+360/15/2）=15°

⑤是变量的个数，一般设置为7个或以上就能保证等效的精度，这里设置为7，然后点⑥（这里为了演示，起始之前已经添加好了变量，故Add为灰色，首次添加，Add不是灰的），然后点击⑦

图7

（3）求解，如图8所示。

图8

（4）对曲线进行后处理，本例以空载感应电动势为例进行讲解。

首先添加曲线，如图9所示

图9

在①位置选择Winding，在②位置选择A相的感应电动势，点击③，点击④、⑤选择全部变量，点击⑥，在⑦位置勾选“统计”，在⑧位置，选择Avg，对全部变量的曲线求平均，点击⑨，得到新曲线。

图10

（4）将不斜槽的A相空载感应电动势导入(蓝色实线)进行对比，可见本例中斜槽后，谐波含量明显减少

图11

3 R17版本及以后

在R17及以后版本，2D里新增加了斜槽的设置，不需要参数化转子初始变量了，仅求解一次即可，具体操作如下：

（1）设置斜槽

选中工程，右键单击。

图12

在②位置勾选斜槽，③位置设置斜槽度数，同上文，设置为15°，④位置分段段数，同上文，设置为7,⑤位置设置场结果显示的是哪一段的结果，为了便于与不斜槽的结果进行比较，我们设置为0，即中间那段。

图13

（2）求解

图14

（3）查看结果

同上文所述，查看曲线，直接查看A相感应电动势，依次点击①、②、③。

图15

生成曲线与用上文参数化转子初始位置角的方法完全一致。

图16

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