基于windows的永磁直流電動機CAD系統

    劉敏，黃開勝，蘇展

    (廣東工業大學，廣東廣州510006)

    摘要：利用面同對象的編程方法，采用v塘ual c++6 0語言編制了基于windows平臺的永磁直流電動機cAI)系統軟件，并開發了數據庫管理系統。軟件系統人機界面友好、通用性強，使用方便。

0引  言

    本文針對永磁直流電動機的結構特點，在深入研究了這種電動機的設計方法及電機cAD技術的基礎上，提出了永磁直流電動機直接設計法，即由性能指標到參數計算再到結構設計的設計方法。采用這種設計方法，利用Visual c++6 O開發的這種電動機cAD系統，操作使用方便、界面友好、可視化程度高，設計結果準確可靠，已得到多個永磁直流電動機設計的驗證。

    基于windows操作平臺設計的cAD軟件采用windows統一的操作方式，易學、易掌握。Visual c++6．0是程序設計語言c++的集成編程環境，是面向對象的程序設計語言，面向對象的程序設計方法使程序設計更方便、可靠，并可以縮短開發周期，提高軟件的可靠性。

本文的永磁直流電動機cAD系統結構如圖l所示。

1軟件系統結構及功能

在windows下，永磁直流電動機設計軟件由在主窗口以圖標表示的若干應用程序組成，包括輔助計算程序、數據庫管理和維護及幫助等。系統所有的操作都在主窗口中進行，通過選擇主窗口上的菜單項，進入電機性能計算或數據庫管理，cAD軟件設計主界面如圖2所示。

1 1電機設計模塊

在設計時不論是主要尺寸和電磁負荷的選擇，還是繞組和沖片的設計都有很大差異，選擇的范圍很大，需要針對用戶對電機性能、尺寸和價格的具體要求以及所選用的永磁材料，根據制造廠的現有條件和經驗，選擇適宜的結構形式和參數值進行多方案分析比較后確定。電機設計中用到的公式在電機算法模塊中實現。

1．1．1定子槽形

為使軟件通用性更強，電機設計模塊可根據不同的需要提供了不同的選擇，定子槽形有梨形槽、半梨形槽或斜肩圓底槽、矩形槽結構，在容量極小的永磁直流電動機中，也有選擇圓形槽的。圖3為常用定子槽形結構示意圖。

同時輔以實時刷新技術，使槽形顯示與設計者的槽形參數輸入保持同步。只要任何一槽形數據發生變化，實時顯示的槽形就會相應變化。當槽形數據出錯時，軟件提供對話框提醒設計人員，從而確保及時發現設計的參數設置錯誤，起到一定的監測功能。設計人員也能根據顯示的槽形進行經驗判斷，迅速發現不合理數據，減少設計不合理性，節約大量資源。變化槽形各部分尺寸的選擇和計算通過Visual c++6．0編程，以圖4的界面形式顯示。

1．1．2轉子結構

轉子可分為內轉式、外轉式以及徑向或軸向氣隙構造。內轉子旋轉產生的慣量較小，通常用于伺服控制；外轉式旋轉慣量較大，適合用于直接驅動的場合。另外電機依轉子結構可以分為表面附著型、內藏型以及嵌入型，而經常使用的是表面附著型和內藏型，其中內藏型永磁電機是將永磁體埋入轉子內，結構堅固，可承受高轉速所產生的離心力，經常被應用在高速的場合；表面附著型永磁電機應用于低速到中速的范圍之間，具有固定的轉特性，并且也可以維持高效率的性能。常用的轉子勵磁結構如圖5所示。

l 2數據庫管理模塊

本電機cAD系統是利用已經存在的電機設計方案參數來進行電磁修改設計的。該實現過程主要分為以下三個步驟：(1)輸入產品的原始設計參數和標準信息數據；(2)設計人員根據用戶產品需要修改其中的一些參數，系統根據該參數值，對產品重新進行具體設計(包括結構設計、尺寸設計、優化設計等)；(3)利用cAD系統產生計算單。以上每一步驟中，系統都與數據庫緊密聯系，其流程圖如圖6所示．

2人機界面

本軟件基于wlndows環境下，用Visual c++6．0編制，以菜單、工具欄圖標為主體的操作界面十分容易掌握。在系統幫助中包括參數說明，使用者在輸人數據時可對照說明進行。輸人數據結束后，即可進行方案保