Ansys 行業應用方案連載（9） | 電機與驅動控制系統

電機與驅動控制系統廣泛應用于工業設備、能源、國防軍工、家電、伺服控制、機器人、新能源汽車、軌道交通等領域，是高性能家電、新能源汽車、智能制造、機器人、軌道交通等高新應用的核心技術之一。

根據不同的行業應用場景，電機與驅動控制系統的發展趨勢是不一樣的。工業電機主要以高效率節能為發展方向；家用電器以低成本、低噪聲、高效率的直驅電機為發展方向；新能源汽車電機以全周期運行區間的整體效率、低NVH、低成本、小體積、高可靠性為發展方向；國防軍工以高可靠性、高性能的特種電機為主。

綜合來看，電機與驅動控制系統的技術熱點是電機的多學科性能優化、NVH分析、EMC分析以及電驅動系統的系統分析，這些熱點問題同時也是技術難點，大多都需要多學科多物理域的綜合分析。

電機設計是一個典型的多物理場問題，它涉及到多個領域包括電磁、結構、控制、流體和溫度等。隨著新材料、新工藝以及各種電機新技術的發展，以及市場競爭的加劇，電機設計的要求越來越苛刻，精度要求越來越高。

以往很多電機設計的問題，可以用裕量設計的方法來解決，例如加大體積減小溫升，通過斜槽等等來降低脈動，加大重量來提高效率和降低噪聲，現在這些方法由于成本壓力往往都行不通。現在需要提高設計精度，通過仿真來減少電機設計中的諸多問題。

Ansys電機與驅動控制系統解決方案遵循真實的電機開發設計流程，從快速的概念設計、具體的細節優化、到最后的機電系統集成，從電機的本體電磁性能、控制性能到電機的散熱、NVH、聲品質、電驅動系統都有相應的解決方案。

• 磁鋼渦流損耗計算
  

• 發卡式繞組附加損耗計算

• 發卡式繞組環流計算

• 電機斜槽與斜極分析

• 電機幾何模型參數化分析

• 電機多目標優化分析

• 電機徑向電磁力分析

• 電機軸向電磁力計算

• 永磁體充磁和退磁分析

• 電機效率Map圖計算

• 永磁電機等效電路ECE模型抽取

• 感應電機等效電路模型抽取

• 電機電磁力分析與優化
  

• 電機模態分析

• 電機諧響應分析

• 電機輻射聲功率瀑布圖計算

• 電機聲品質分析

• 多學科性能優化

• 電機ECE模型抽取

• 電機驅動電路仿真

• IGBT建模與仿真

• 磁性元件建模與仿真

• Busbar、Cable等寄生參數抽取

• 傳導干擾分析

• 輻射干擾分析

• Motor-CAD電磁分析

• Motor-CAD熱分析

• Motor-CAD與optiSLang耦合分析

Ansys集成化電機與驅動控制系統解決方案涵蓋了電機電磁、控制、熱、機械、NVH、聲學以及機電系統在內的專業電機多學科設計工具，同時兼顧了計算速度與精度，可在最短時間內完成電機初始方案設計，細節優化以及機電系統整合，結合強大的Ansys optiSLang優化工具，使電機工程師在全設計流程對電機性能進行快速綜合優化的夢想變為可能。