EN Menu
电话:
邮箱:
更多分类
ANSYS电机设计解决方案
1、电机概述

电机是一种应用最为广泛的能量转换装置,按照能量转换方式分为发电机和电动机两个大类。电机系统是一个集电气、机械、动力学、散热、电子电路、控制系统等众多学科专业于一体的复杂系统。

新能源电机设计是一个复杂的多物理场问题,它涉及到电磁、结构、流体、温度和控制等多个领域。随着新材料、新工艺以及各种电机新技术的发展,电机设计的要求越来越苛刻,精度要求也越来越高,传统的设计方法和手段已经不能满足现代电机设计的要求,必须借助于现代仿真技术才能解决各种设计难题。

针对电机永磁化、高速化、无刷化、数字化、集成化、智能化、高效节能化的发展趋势和相关技术挑战,ANSYS能提供集成化设计解决方案和流程,高效实现电机从磁路法到有限元、从部件到系统、从电磁到多物理场耦合的多领域、多层次、集成化电机及驱动/控制系统设计。

2、ANSYS无缝集成的电机设计解决方案
ANSYS无缝集成的电机设计解决方案
3、ANSYS一键有限元建模

基于磁路法的旋转电机设计专家RMxprt,不仅能完成多达19种电机的磁路法计算,还能够一键生成电机的二维和三维全参数化有限元分析模型,包括自动建立几何模型、设置材料属性、网格剖分、边界条件、外电路以及运动和求解选项等,并且RMxprt中设置的设计变量能够无缝传递到Maxwell中,用于参数化、优化设计、极大的简化了电机电磁场有限元分析和瞬态性能优化流程。

ANSYS RMxprt一键有限元建模
4、高性能电磁优化设计

基于电磁场有限元分析的软件Maxwell 2D/3D,可通过对RMxprt直接输出的有限元模型进行简单修改,就可以完成电机各种正常和故障工况下的电磁性能分析,例如:齿槽转矩、开路反电动势、额定负载特性、转矩电流特性、绕组短路/断路、导条断裂等,并可直接设置或调用RMxprt设置的各种变量,对电机的各种瞬态特性进行参数化/优化设计,还可利用HPC和DSO,加速电机电磁计算和性能优化进程。并结合内置外电路或Simplorer控制电路,对电机有限元模型进行仿真设计和细节优化,并输出等效电路模型备用。

单向感应电机
5、电驱动系统集成化设计

采用Simplorer进行电机及控制系统仿真,结合SCADE嵌入式控制代码自动生成技术;结合Maxwell场路耦合、瞬态协同仿真技术;结合Q3D线缆、母排、IGBT寄生参数提取技术;对整个电驱动系统进行高精度仿真和性能优化

电机及控制系统集成化设计流程
6、电机电磁、热耦合分析

采用Maxwell输出电机的几何模型和分布式损耗到Mechanical或FLUENT等工具中,进行电机温度场仿真,实现电磁、热单/双向耦合分析,预测电机在各种工况下的温升并优化散热系统设计。

电磁、热耦合分析结果
7、电机电磁、振动、噪声耦合分析

采用Maxwell输出电机的几何模型到Mechanical,利用Workbench和ANSYS电机电磁、振动、噪声自动化耦合仿真流程,便捷地分析电机在各种工况下的结构应力、形变以及振动噪音。

除此之外,ANSYS还提供了定制化开发功能UDO和ToolKit包,方便用户将复杂的设计流程化、自动化。UDO能够在电磁场有限元分析结束后,直接输出电机的各种电磁性能数据;ToolKit能够一键完成永磁和感应电机的LdLq、效率Map图、一键输出电机的转矩转速曲线等,且采用MPTA控制算法,并考虑温度、频变交流电阻、斜槽、不同频率下铁耗系数等对电机性能的影响。

电磁、振动、噪音耦合分析结果
8、用户自定义输出(UDO)

UDO是Maxwell内置的、针对电机设计的后处理工具,能够在电磁场有限元计算完成之后,直接输出电机的输入输出功率、转矩、转速、各种损耗、LdLq、效率以及功率因数等电磁性能数据。

用户自定义输出界面
9、定制化电机设计工具包(Toolkit)

Toolkit是Maxwell内置的、针对电机设计的定制t化后处理工具,能够一键完成永磁电机的效率Map图、损耗Map图、LdLq以及电流的Map图,一键输出电机的转矩转速曲线等功能,采用单位电流最大转矩输出(MPTA)的控制算法,并考虑温度、频变交流电阻、斜槽、不同频率下铁耗系数等对电机性能的影响。