随着产业不断发展,各行业对电机性能指标提出越来越高的要求,例如效率高、转速范围宽、体积小、重量轻、功率密度大、噪声低、成本低等。这要求电机设计必须兼顾电磁性能、温升性能以及机械设计等方面的多物理场性能,同时还要考虑电机的成本、研发周期等因素,如何在最短的时间内将一款高性能、低成本的电机产品推向市场是目前各大电机厂商面对的难题。
现代电机设计是一个典型的多学科、强耦合、多变量、非线性的问题,在其中多学科分析和优化设计扮演了非常重要的角色。电机设计工作的特点要求设计工具需要具有以下几方面特征:
将同时具有以上特征的设计工具与优化工具相结合,工程师便可以兼顾电磁、热、机械性能,在电机设计初期获得较好的设计方案,为后面的精确分析与优化奠定基础。
Ansys Motor-CAD 集成了电磁场有限元法、磁路法、热路法、结构有限元法,20 年积累的丰富电磁热计算经验数据,有效提升了不同种类、不同冷却型式电机电磁与热计算的效率。借助Motor-CAD与optiSLang,电机工程师可以在概念设计阶段快速评估设计参数对电磁、热、机械强度的综合影响,在最短时间内给出电机最佳初始设计方案,另外借助Motor-CAD与Maxwell、Twin Builder之间的软件接口,工程师可进一步对初始设计方案进行电磁场高精度分析、系统级场路协同仿真分析。
01、基于模板的电机快速设计
Motor-CAD可应用于各种类型的永磁、磁阻、感应电机的快速电磁、热综合设计,包括:
02、电机全运行范围性能快速计算
Motor-CAD Lab 使工程师可以快速地创建效率map图,绘制扭矩/速度特性,研究连续和峰值热约束运行包络,并分析驱动周期循环性能。
03、电机多学科多目标优化设计
利用Motor-CAD与optiSLang之间的接口可以方便的实现电机多学科、多工况、多目标优化设计。
Ansys Motor-CAD是目前全球范围内唯一包含电磁、热、机械的专业电机多学科设计工具,它同时兼顾了计算速度与精度,可在最短时间内完成电机初始方案设计,结合强大的Ansys optiSLang优化工具,使得电机工程师在设计初期对电磁、热、机械性能进行快速综合优化的梦想成为可能。
Motor-CAD内置的分析模块提供快速和足够高精度的算法,帮助用户减少电机概念设计,初始设计和详细设计之间多余的往复迭代,加快电机产品研发周期;其内置的各种类型的全参数化电机设计模板、电机设计专家经验数据、丰富专业的前、后处理功能,即使是拥有电机基本专业知识的普通工程师也可快速、高效、合理地设计高性能电机。
永磁电机电磁设计
电机瞬态热分析
电机稳态热分析
电机效率map图与路况分析
永磁电机饱和模型提取
电机最大\连续运行外特性计算
永磁电机循环工况热分析
IPM电机多目标优化
IPM电机转子强度校核
永磁电机时空二维电磁力分析
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