文档介绍：华中科技大学
硕士学位论文
盘式无铁心永磁直流电机虚拟样机开发平台初探
姓名:杨瑞鹏
申请学位级别:硕士
专业:电机与电器
指导教师:辜承林
2011-01-07
华中科技大学硕士学位论文
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。

关键词:虚拟样机盘式电机 SolidWorks 参数化设计 Matlab
I
华中科技大学硕士学位论文
Abstract
As the technology is advancing today, the pace of both people’s life and product
manufacturing has increased a lot. Therefore an improvement in the efficiency of the
product development is highly demanded. Most traditional development methods prove to
be outdated today, so people need a new method to design their products. Virtual
Prototyping, based puter technology, is undoubtedly one of the most promising
ways to accelerate product development.
The design methods of electric machines, which are basically the same as many years
before, bear many ings like: decentralized design process, unintuitive design
pattern, repetitive and redundant work. All these defects render the methods inefficient and
slow. In order to settle these problems, the author discussed a new method based on virtual
prototyping to promote the development of electric machines using this technology.
The author first discussed the worldwide development and characteristics of virtual
prototyping, as well as the key techniques of it