Getting Started with RMxprt
for Switched Reluctance Motors (SRM)
Step 1：點選Maxwell 11的圖示，進入Maxwell – Project1的視窗畫面。
圖1：Maxwell 11圖示
圖2：Maxwell – Project1視窗畫面
Step 2：選取Project內之Insert RMxprt Design，建立RMxprt的設計專案，於Select Machine Type內選擇欲設計之馬達種類Switched Reluctance Motors。
圖3：建立RMxprt的Project
圖4：選取欲設計之馬達種類
圖5：設定完成後之Project視窗畫面
Step 3：進入專案管理視窗區內，將RmxprtDesign1展開，點選Machine後，於屬性視窗區內設定Machine參數。
圖6：專案管理視窗區 Project Manager
圖7：Machine屬性視窗區 Properties
Frictional Loss：摩擦損
Wind Loss：風損
Reference Speed：查詢轉速設定，會分析在此轉速下之馬達性能資料。
Control Type：控制策略，點選後有DC及CCC兩種控制方式可供選擇。
DC：直流電源輸入，電流大小不受控制，在低轉速時會產生大電流。
CCC：Chopped Current Control (電流截波控制)，利用電子開關以限制輸入電流之大小。
圖8：CCC典型電流波形
Circuit Type：驅動電路，有Full-Voltage、Half-Voltage及Coupled-Coil三種可供選擇。
Full-Voltage：非對稱半橋型驅動器，每相繞組使用兩個功率開關電晶體及兩個飛輪二極體，單相獨立操作，為SRM最基本之驅動電路。
優點：容錯性高，單相損毀尚能持續運作。控制靈活，每相有兩功率開關電晶體可自由操作。
缺點：成本高，使用電子元件數量多。
圖9：Full-Voltage非對稱半橋型驅動器
Half-Voltage：電壓均分型驅動器，使用兩個電容將電壓均分為二，中間為中性點，有正負雙向電源之功能，適用於有正負極及接地端之電源供應系統及偶數相SRM。
優點：成本低，每相僅需一功率開關電晶體及飛輪二極體。
缺點：偶數相SRM才可使用。各相電流必須保持平衡，以維持中性點之電位。容錯性差，單相故障則無法持續運轉。
圖10：Half-Voltage電壓均分型驅動器
Coupled-Coil：雙繞組式驅動器，僅適用於每相均具有兩組相反繞向之激磁線圈結構之SRM。
優點：容錯性高，單相可獨立操作控制。驅動器成本較低，每相僅需一功率開關電晶體及飛輪二極體。
缺點：雙繞組之銅損值較大，繞線成本亦增加，且繞組使用率下降。由於雙繞組之耦合，使功率開關電晶體需承受兩倍之電壓。
圖11：Coupled-Coil雙繞組式驅動器
Step 4：於專案管理視窗區內，將Machine展開，點選Circuit，進入屬性視窗區內設定Circuit參數。
圖12：專案管理視窗區Machine展開
圖13：Circuit屬性視窗區
Lead Angle of Trigger：輸入電源領先觸發之電角度。如公式1所示，輸入電流應在電感L增加為正值時導通，以獲得正向轉矩，然因電感之作用，使電流上升至最大值時需要一段時間，如圖14所示，因此可設計提前導通開關，使電流之最大值能維持在電感增加之區間，以達到最大轉矩輸出。
Trigger Pulse Width：觸發脈波寬度，如圖14中之Turn on至Commutation之電角度範圍，最大值可設為180度。
Transistor Drop：電晶體所產生之壓降值。
Diode Drop：二極體所產生之壓降值。
在Machine屬性內之Control Type中選擇CCC後，會出現之設定參數。
Maximum Current：最大電流值，如圖8中之iH。
Minimum Current：最小電流值，如圖8中之iL。
圖14：觸發導通角示意圖
Step 5：於專案管理視窗區內，點選Stator，進入屬性視窗區內設定Stator參數。
圖15：Stator屬性視窗區
Outer Diameter：輸入定子外徑
Inner Diameter：輸入定子內徑
Length：輸入定子長度
Stacking Factor：堆疊因素，因矽鋼片係一片片堆疊而成，有表面絕緣材料及空隙，因而影響實際定子長度的參數。
Steel Type：選擇定子材料。
Number of Poles：定子極之數。
Embrace：輸入定子齒極寬之比例值。
Yoke Thickness：定子軛部厚度。
Step 5：Stator屬性視窗區點選Steel Type欄內之Not Assigned (未指定)後，會進入Select Definition視窗畫面，在此可選擇所需之材料。
圖16：Select Definition視窗畫面
View/Edit Materials：顯示材料之詳細參數，並可進行修改。
Add Material：建立新材料。
Clone Material(s)：複製現有材料屬性。
Remove Material(s)：移除材料。
Export to Library：新材料建立完成後，可點選輸出至自建之資料庫。
若欲使用已建立完成之資料庫，可點選Tools中之 Configure Libraries指令，於Configure Design Libraries視窗畫面中，將已建立完成之資料庫加入此專案之材料資料庫中。
圖17：Configure Libraries指令
圖18：Configure Design Libraries視窗畫面
於Available Libraries內選擇欲添加之材料資料庫，點選>>則可添加完成，完成後之材料資料庫有綠色標示，之後即可在Select Definition視窗畫面上選取不同之材料資料庫以選取材料。
若欲建立新材料，則在點選Add Material後，會進入材料之屬性視窗，在此設定材料之屬性參數及名稱。
圖19：材料之屬性視窗
Material Name：輸入材料名稱。
View/Edit Material for：在此處點選All Products可顯示全部之屬性欄位。
Name：顯示材料屬性名稱
Type：表示參數之數值型式，部份可點選更改，主要分為Simple、Anisotropic、Nonlinear及Vector四種。
Value：參數之數值，依Type之不同而填入數值之方式亦異。
Units：使用單位，部份可點選更改。
Step 6：於專案管理視窗區內，將Stator展開，點選Winding，進入屬性視窗區內設定Winding參數。
圖20：專案管理視窗區Stator展開
圖21：Winding屬性視窗區
Insulation Thickness：定子表面絕緣厚度。
End Adjustment：繞線端部參數，可參考圖22。
Parallel Branches：每相之並聯導體數。
Turns per Pole：定子每一齒極之繞線圈數，可設為0，讓軟體自行設計。
Number of Strands：所使用的金屬導體數，可設為0，讓軟體自行設計。
Wire Wrap：導體線圈絕緣層厚，可參考圖23，Wire Wrap = 2 * y。
Wire Size：導體線圈尺寸，可設為0，讓軟體自行設計。
圖22：End Adjustment示意圖
圖23：漆包線圈絕緣漆包膜示意圖
Step 7：於專案管理視窗區內點選Rotor，進入屬性視窗區內設定Rotor參數。
圖24：Rotor屬性視窗區
Outer Diameter：轉子外徑。
Inner Diameter：轉子內徑。
Length：轉子長度。
Steel Type：轉子材料。
Stacking Factor：堆疊因素。
Number of Poles：轉子齒極數。
Embrace：輸入轉子齒極寬之比例值。
Yoke Thickness：轉子軛部厚度。
Step 8：於專案管理視窗區內點選Shaft，進入屬性視窗區內設定Shaft參數，設定軸心是否具有磁性。
圖25：Shaft屬性視窗區
Step 8：於專案管理視窗區內點選Analysis，按滑鼠右鍵，點選Add Solution Setup，進入Solution Setup視窗畫面進行設定。
圖26：點選Add Solution Setup
圖27：Solution Setup視窗畫面
Load Type：負載模式，有Const Speed、Const Power、Const Torque、Linear Torque及Fan Load四種可選擇。
Rated Output Power：額定輸出功率。
Rated Voltage：額定電壓。
Rated Speed：額定轉速。
Operating Temperature：工作溫度。
Step 9：先點選RMxprt指令符號中綠色打勾之Validate，核對設定資料，再點選綠色驚嘆號之Analyze All，進行SRM參數分析之後，即可點選Solution Date及Curve查詢馬達各項數據資料。
圖28：RMxprt使用之指令符號欄
圖29：Validate訊息視窗
若發生設定錯誤或不合理之情況，會以紅色打叉之記號標示，並同時可查詢Message Manager視窗，會標示錯誤之原因。
圖30：Message Manager視窗
圖31：Solution Date視窗畫面
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