永磁直流伺服電動機cad系統
趙彥珍 邱元仁 （西安交通大學電氣工程學院7]0049）
【摘 要】針對寬調速永磁直流伺服電動機cad系統(syzd軟件包)的研制開發，提出基于數據庫封閉型、開放型兩級管理的分層次、多模塊電機cad設計思想；討論應用直接設計法和有限元磁場分析進行電機設計與性能預測的軟件設計方法；介紹syzd軟件包的全漢字多級菜單驅動的用戶界面設計和規范化多功能圖形處理方法；比較syzd軟件包對5nm、30nm電機的設計、預測結果和生產樣機的測試結果，證實syzd軟件包的可靠性和實用性。
【敘 詞】永磁電機直流伺服電動機cai)系統磁場分析性能
1引言
永磁直流電動機以其效率高、重量輕、結構簡單等獨特優點獲得愈來愈廣泛的應用，尤其新型永磁材料釹鐵硼的出現，更使其具有廣闊的發展前景。通常，這類電機的設計，主要以人工手算的方式為主，耗時多；設計所需的參數，依賴于設計者的經驗；電機設計及性能核算的計算工作量繁重。
結合當前電機cad領域中的新方法，研制了“寬調速永磁直流伺服電動機cad系統”，簡稱syzd軟件包。該軟件包的特點是在磁路計算的同時，引入電機的磁場分析，以準確確定某些參數；軟件采周封閉型和開放型兩級數據庫管理方式，提供全漢字多級菜單界面和熱線幫助；集電機沒計、性能預測、零部件圖直接輸出于一體。借助該軟件，用戶隨時掌握所預測的電機性能，擁有充分的手段對電機進行優化，避免了電機設計的盲目性和反復性，縮短了設計周期，降低設計成本。
2 syzd軟件功能模塊的構成
syzd軟件的設計思想是通過加強數據庫的管理來組織軟件各相關功能的一種分層次、多模塊結構設計。如圖1所示，軟件劃分了7大功能模塊：電機設計模塊，磁場分析模塊，性能預測模塊，圖形處理模塊，用戶界面模塊，數據庫管理模塊和執行流程總控模塊，各模塊之間功能分立，相互的聯系和通訊完全依賴數據庫進行。數據的流向和功能模塊的啟動則完全依靠執行流程總控模塊控制。這樣的一種軟件設計，可以大大減少軟件對計算機內存的需求量，同時保證可靠地實現對軟件功能的擴充和維護。
2.1 專用數據庫的設計
cad軟件所用參數的可靠性和其在數據庫中組織的嚴密性是決定cad軟件質量的根本保證，同樣cad軟件所用參數面向用戶的透明性和可修改性以及其在數據庫中組織的靈活性是決定cad軟件實用性的現實要求。因此，處理和組織數據庫是cad軟件設計的關鍵之一。
在syzd軟件包中，數據庫的管理分兩級進行，即封閉型數據庫管理和開放型數據庫管理。所謂封閉型數據庫管理，是指對軟件運行安全性和對軟件運行結果的可靠性起關鍵作用的一些參數實施強制性非透明管理，這些參數在數據庫中是不允許用戶改動的。所謂開放型數據庫管理是指對需要用戶按自己意圖通過界面傳送給軟件的一些運行參數實施透明性管理，用戶可以在界面上任意調閱數據庫中的內容，并有權對其中數據進行修改的數據庫管理方式。對于開放型數據庫管理，數據既是各功能模塊的預設運行參數，也是用戶設計意圖的具體表現。
在syzd軟件的各功能模塊中，只封裝了基本的數學模型、邏輯推理機構和專用數據庫存取規范。程序運行時所需的運行參數、數學模型參數、邏輯推理機構的基準參數均通過數據存取規范，扶專用數據庫中檢取。這類參數是運行程序的核心參數，從本質上講屬于程序代碼的一介有機部分．并不單純是數據．因此，其存取權限規定在軟件設計員一級，不對用戶開放，稱其為封閉型數據庫．維護和控制權限控制在軟件編程者手中。
在syzd軟件各功能模塊中．用戶設計意圖的體現．主要是通過建立功能模塊接1：1庫進行的。各功能模塊運行時刻庫建立工怍是通過用戶界面功能模塊的數據存取規范完成的．用戶的設計意圖、設計要求必須通過軟件提供的用戶界面輸入經過數據規范化后．建立相應的運行時刻庫。這類參數是功能模塊的接口參數，從本質上講，是程序的運行參數，其存取權限規定在用戶一級，用戶可以按自己的意圖修改，稱其為開放型數據庫。
2.2電機設計模塊
永磁直流電動機的設計，關鍵在于確定電機主要尺寸、磁鋼尺寸、沖片尺寸及繞組數據。軟件采用直接設計法11進行設計．其主要特點是由性能確定參數 |
