ANSYS Motor CAD 2024(電機(jī)設(shè)計(jì)軟件)

ANSYS Motor CAD 2024是由ANSYS公司推出的一款電機(jī)電磁、熱及磁熱互耦設(shè)計(jì)軟件，該軟件集成了磁路法、熱路法、熱網(wǎng)絡(luò)法、有限元分析法、智能優(yōu)化算法，依托于豐富電磁熱計(jì)算經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，有效提升了不同種類、不同冷卻型式電機(jī)電磁與熱計(jì)算精度?？稍谡麄€(gè)轉(zhuǎn)矩速度范圍內(nèi)對(duì)電機(jī)的電磁，熱，機(jī)械和傳動(dòng)周期進(jìn)行仿真，為電機(jī)設(shè)計(jì)人員提供了一種快速分析機(jī)器性能設(shè)計(jì)變化的方法，被廣泛適用于主要的電機(jī)生產(chǎn)商、科研機(jī)構(gòu)及高校等領(lǐng)域，能夠滿足市場用戶的需求。
與之前版本相比，ANSYS Motor CAD 2024優(yōu)化了有限元程序，采用高效的匯編語言撰寫有限元核心算法，極大的提高了計(jì)算效率，是傳統(tǒng)有限元軟件計(jì)算效率的數(shù)倍到數(shù)十倍。增加了手動(dòng)指定要在ActiveX中注冊的exe文件的功能，還支持設(shè)計(jì)工程師評(píng)估整個(gè)工作范圍內(nèi)的電機(jī)拓?fù)浜透拍?，以生成針?duì)性能，效率和尺寸進(jìn)行了優(yōu)化的設(shè)計(jì)，是電機(jī)行業(yè)和設(shè)計(jì)研發(fā)革命性劃時(shí)代的產(chǎn)品。

ANSYS Motor CAD 2024功能介紹

一、電磁學(xué)
ANSYS Motor-CAD的EMag模塊將基于2D瞬態(tài)有限元的方法與針對(duì)不同電機(jī)的分析方法相結(jié)合，以快速計(jì)算其電磁性能。EMag用于計(jì)算轉(zhuǎn)矩，功率，效率，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，損耗，電流，磁鏈，電感和力。它還可以計(jì)算損耗，包括銅損耗，鐵損耗，繞組中與頻率相關(guān)的損耗以及諸如磁鐵和軸之類的固體部件中的渦流損耗。Motor-CAD的基于模板的編輯器使您可以輕松，輕松地設(shè)置幾何形狀并進(jìn)行高級(jí)計(jì)算。Motor-CAD十分靈活，允許用戶嘗試不同的選項(xiàng)，例如自定義繞組模式或從DXF導(dǎo)入自己的幾何形狀。

二、熱性能
ANSYS Motor-CAD的Therm模塊以秒為單位計(jì)算電機(jī)的熱性能，包括穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)運(yùn)行條件下電機(jī)組件的溫度。在對(duì)復(fù)雜的占空比（例如牽引電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)周期）和應(yīng)用程序（例如電梯負(fù)載周期）進(jìn)行建模時(shí)，Motor-CAD中的快速仿真非常有用。
Motor-CAD使用分析集總參數(shù)熱建模技術(shù)，該技術(shù)會(huì)根據(jù)用戶的輸入（例如幾何形狀，材料，冷卻類型等）自動(dòng)設(shè)置。根據(jù)這些輸入，將自動(dòng)計(jì)算所有熱阻和電容。不需要了解復(fù)雜的傳熱現(xiàn)象，例如對(duì)流的無量綱分析相關(guān)性。集總電路技術(shù)可加快熱分析速度，并允許進(jìn)行假設(shè)測試。對(duì)主要傳熱路徑的充分了解使工程師可以優(yōu)化機(jī)器的冷卻性能。

三、驅(qū)動(dòng)周期
ANSYS Motor-CAD的實(shí)驗(yàn)室模塊在整個(gè)工作范圍內(nèi)分析機(jī)器性能。用戶可以快速創(chuàng)建效率和損耗圖，繪制扭矩/速度特性，研究受熱約束的工作范圍并分析整個(gè)駕駛周期的性能。
Lab模塊最初使用電磁2D有限元求解器構(gòu)建模型。它通過不同電流幅值，相位超前角和頻率的整個(gè)范圍掃描機(jī)器的性能，以建立機(jī)器的等效模型。等效模型與控制策略一起使用，以計(jì)算整個(gè)工作范圍內(nèi)的性能。快速生成諸如效率圖，轉(zhuǎn)矩/速度曲線和損耗圖之類的輸出。用戶可以輸入時(shí)間/扭矩/速度占空比，或使用內(nèi)置的車輛模型生成一個(gè)。實(shí)驗(yàn)室模塊計(jì)算該周期內(nèi)的電流，電壓和損耗，并輸出詳細(xì)的損耗與時(shí)間的關(guān)系曲線。這可以通過熱模型來解決，以計(jì)算整個(gè)周期內(nèi)的溫度升高。用戶還可以計(jì)算受熱限制的連續(xù)轉(zhuǎn)矩/速度特性。輸入最大繞組溫度和最大磁體溫度極限，并共同求解熱模型，控制模型和損耗模型，以計(jì)算電機(jī)在整個(gè)速度范圍內(nèi)的連續(xù)轉(zhuǎn)矩/速度曲線。

四、機(jī)械
ANSYS Motor-CAD Mech提供了對(duì)離心力在轉(zhuǎn)子中引起的機(jī)械應(yīng)變，應(yīng)力和位移的快速估計(jì)。在高速旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，確保結(jié)構(gòu)完整性是一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。力學(xué)計(jì)算使用帶有自適應(yīng)網(wǎng)格的二維線性有限元求解器。通過在設(shè)計(jì)過程中考慮機(jī)械約束，電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)人員可以確定轉(zhuǎn)子的尺寸，以實(shí)現(xiàn)最佳的電磁性能，同時(shí)確保工業(yè)可行性和在機(jī)器全速范圍內(nèi)的安全運(yùn)行。

五、詳細(xì)的設(shè)計(jì)，分析和驗(yàn)證
為了進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，深入分析和驗(yàn)證電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)，可以將ANSYS Motor-CAD模型轉(zhuǎn)移到ANSYS Maxwell，ANSYS Icepak和ANSYS Fluent中。將這些求解器與Motor-CAD結(jié)合使用可提供高保真2D / 3D分析功能，使您能夠分析最終效果，退磁，鐵損，磁滯，噪聲振動(dòng)苛刻性（NVH）以及完成設(shè)計(jì)所需的其他高級(jí)電磁現(xiàn)象電機(jī)冷卻系統(tǒng)。在ANSYS電機(jī)設(shè)計(jì)流程中增加了Motor-CAD，為電機(jī)設(shè)計(jì)創(chuàng)建了完整的端到端工作流程。

軟件優(yōu)勢

1、設(shè)計(jì)優(yōu)化
Motor-CAD可以作為設(shè)計(jì)過程中不可或缺的一部分。通過與熱回路和機(jī)械設(shè)計(jì)并行優(yōu)化電磁模型，實(shí)現(xiàn)了真正的優(yōu)化設(shè)計(jì)。通常，熱設(shè)計(jì)方面一直待到設(shè)計(jì)過程結(jié)束，此時(shí)改變設(shè)計(jì)為時(shí)已晚，并且產(chǎn)生了不合標(biāo)準(zhǔn)的電動(dòng)機(jī)。
2、對(duì)客戶咨詢的快速響應(yīng)
客戶通常希望將現(xiàn)有電機(jī)用于具有特定負(fù)載特性的給定應(yīng)用。可用于使用其占空比分析功能快速建模負(fù)載規(guī)格。設(shè)計(jì)師沒有清楚地了解電機(jī)/驅(qū)動(dòng)器組合是否足以完成任務(wù)，并且客戶有安全感，設(shè)計(jì)師已經(jīng)充分調(diào)查了他的詢問 - 因此有助于贏得訂單。
3、快速量化設(shè)計(jì)變更
有時(shí)可能會(huì)提出材料或制造過程的變化。允許設(shè)計(jì)人員快速量化這些變化對(duì)電機(jī)性能的影響。
4、程序驗(yàn)證
可以輕松地將Motor-CAD機(jī)器性能計(jì)算與現(xiàn)有電機(jī)的測試進(jìn)行比較。在進(jìn)行這種驗(yàn)證時(shí)，用戶可以深入了解影響機(jī)器性能的主要參數(shù)，因此可以使用這些知識(shí)來改進(jìn)設(shè)計(jì)。
5、參數(shù)估計(jì)
通常很難（如果不是不可能的話）直接測量影響電動(dòng)機(jī)性能的某些關(guān)鍵參數(shù)，例如：界面間隙，轉(zhuǎn)子損耗。在許多情況下，可以通過將Motor-CAD輸出與可以容易地測量的數(shù)據(jù)匹配來估計(jì)這些參數(shù)，例如，元件溫度，定子損耗。例如，定子疊片和外殼之間的界面間隙可以改變，直到與T [定子]和T [外殼]的測量值給出匹配。