Motor的案例
電機電磁熱設計軟件Motor-CAD的十大優勢，了解一下嗎？附Motor-CAD案例教程系列三相感應
今天，就給大家介紹一款用于電機電磁特性和熱特性優化設計的工具——Motor-CAD軟件 。
Motor-CAD概述
Motor-CAD是全球唯一的電機電磁、熱及磁熱互耦設計軟件，用于電機的電磁特性和熱特性進行優化設計。開發至今，已被全球主要的電機生產商、科研機構及高校廣泛使用。Motor-CAD開發者MDL公司是全球領先的電機設計軟件開發商，1998年成立至今，一直致力于先進電機設計軟件的開發。
Motor-CAD作為國際上應用及影響范圍最廣的電機電磁熱設計軟件，集成了磁路法、熱路法、熱網絡法、有限元分析法、智能優化算法，20年積累的豐富電磁熱計算經驗數據，有效提升了不同種類、不同冷卻型式電機電磁與熱計算精度。
Motor-CAD集成化軟件包，可在設計階段高效精確地對電機進行電磁和熱性能設計計算，軟件包括：電磁（EMag）、熱（Therm）和虛擬實驗室（Lab）、機械（Mechanical）、優化（Opt）五個模塊，可在幾分鐘內精確計算電磁和熱特性。輸出結果豐富，直觀，易于掌握。
2019年3月， Motor-CAD當前最新版本為R12版本。
Motor-CAD的10大核心競爭優勢
Motor-CAD 具有足夠的核心競爭力，相比于現有市面上能夠看見的商業化電機設計或分析軟件，具有下面10大核心競爭優勢，是電機行業和設計研發革命性劃時代的產品。
展開 EV design – electric motors ￥500
Image: Motor mechanical model
where:
Tm [Nm] – electric motor torque
ωm [rad/s] – electric motor speed
Jm [kg·m2] – rotor inertia
Tload [Nm] – load torque
The equation of equilibrium for out motor model is:
\[T_{m} – T_{load} – J_{m} \cdot \frac{d \omega_{m}}{dt} = 0 \tag{4}\]
From (4) we can calculate the value of the motor speed as:
\[\omega_{m} = \frac{1}{J_{m}} \cdot \int \left ( T_{m} – T_{load} \right ) dt \tag{5}\]
Using Xcos we are going to build 3 block diagrams, starting from a simple model and ending with a motor and battery model:
simple motor (speed control, no load)
simple motor (speed control, with load)
simple motor and battery (speed control, with load)
Image: Electric motor (speed control, no load) – Xcos block diagram
Our first example
展開 EV design – electric motors
Image: Motor mechanical model
where:
Tm [Nm] – electric motor torque
ωm [rad/s] – electric motor speed
Jm [kg·m2] – rotor inertia
Tload [Nm] – load torque
The equation of equilibrium for out motor model is:
\[T_{m} – T_{load} – J_{m} \cdot \frac{d \omega_{m}}{dt} = 0 \tag{4}\]
From (4) we can calculate the value of the motor speed as:
\[\omega_{m} = \frac{1}{J_{m}} \cdot \int \left ( T_{m} – T_{load} \right ) dt \tag{5}\]
Using Xcos we are going to build 3 block diagrams, starting from a simple model and ending with a motor and battery model:
simple motor (speed control, no load)
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simple motor and battery (speed control, with load)
Image: Electric motor (speed control, no load) – Xcos block diagram
Our first example
展開 韓國電動車初創公司Edison Motors將收購雙龍汽車
蓋世汽車訊 據外媒報道，鮮為人知的韓國電動巴士制造商Edison Motors似乎會成為雙龍汽車的優先競購者。雙龍汽車是韓國運營時間最長的汽車品牌，近年來遭遇了債務問題，正在尋找新東家，并期望在新東家的領導下重新開始。
首爾破產法院(Seoul Bankruptcy Court)表示，Edison Motors牽頭的財團是目前雙龍汽車唯一的競購者，這也使其成為優先的競購者。法院表示，Edison Motors的競爭對手、電動汽車企業Electrical Life Business and Technology（EL B&T）牽頭的另一個財團因不能證明自己擁有足夠的收購資金，所以被排除在競購名單外。
（圖片來源：Edison Motors）
EL B&T曾出價5,000億韓元(約4.26億美元)競購雙龍汽車，而當時Edison Motors的競標價是2,800億韓元(約2.38億美元)。
Edison Motors牽頭的財團成員包括韓國基金公司Korea Corporate Governance Improvement、Keystone Private Equity，以及電動汽車零部件制造商Semisysco。
雙龍汽車表示，它選擇由Edison motors牽頭的財團，是基于報價、其成員的融資實力和未來計劃等因素。據業內人士透露，這筆交易估值約為2.6億美元。
雙龍汽車目前由法院托管，出售需要法院批準。雙龍汽車預計將在10月底左右與Edison Motors簽署諒解備忘錄，并于11月底簽署最終協議。
展開 
Ansys正式收購Motor Design進一步加強電氣化建設
通過整合Motor-CAD，Ansys將能夠借助強大的電機設計流程提高電機設計效率，擴大其在電氣化領域的影響力
主要亮點
Ansys對Motor Design公司（MDL）的收購建立在兩家公司現有的合作與伙伴關系基礎上，以便通過全面的Ansys銷售和技術支持網絡分銷Motor-CAD產品
有了MDL Motor-CAD的加入，讓Ansys的電子產品組合再次得到增強，從而幫助客戶設計更高效的電機并擴大其應用范圍
Motor-CAD技術與Ansys求解器的結合，將提供覆蓋完整工作范圍的綜合全面的多物理場設計、分析和優化工作流程
Ansys近日宣布收購Motor Design公司（MDL）。本次收購將MDL的Motor-CAD加入到Ansys的現有產品組合，從而強化Ansys的電機設計解決方案。兩家公司在過去兩年的成功合作即是對此的良好例證。將Motor-CAD完全納入Ansys多物理分析軟件產品組合，將幫助Ansys客戶設計更高效的電機，將其推向市場，并讓稀有材料更能被可持續化地利用。
展開 Ansys正式收購Motor Design進一步加強電氣化建設
通過整合Motor-CAD，Ansys將能夠借助強大的電機設計流程提高電機設計效率，擴大其在電氣化領域的影響力
主要亮點
Ansys對Motor Design公司（MDL）的收購建立在兩家公司現有的合作與伙伴關系基礎上，以便通過全面的Ansys銷售和技術支持網絡分銷Motor-CAD產品
有了MDL Motor-CAD的加入，讓Ansys的電子產品組合再次得到增強，從而幫助客戶設計更高效的電機并擴大其應用范圍
Motor-CAD技術與Ansys求解器的結合，將提供覆蓋完整工作范圍的綜合全面的多物理場設計、分析和優化工作流程
Ansys近日宣布收購Motor Design公司（MDL）。本次收購將MDL的Motor-CAD加入到Ansys的現有產品組合，從而強化Ansys的電機設計解決方案。
展開 Ansys正式收購Motor Design進一步加強電氣化建設
通過整合Motor-CAD，Ansys將能夠借助強大的電機設計流程提高電機設計效率，擴大其在電氣化領域的影響力
主要亮點
Ansys對Motor Design公司（MDL）的收購建立在兩家公司現有的合作與伙伴關系基礎上，以便通過全面的Ansys銷售和技術支持網絡分銷Motor-CAD產品
有了MDL Motor-CAD的加入，讓Ansys的電子產品組合再次得到增強，從而幫助客戶設計更高效的電機并擴大其應用范圍
Motor-CAD技術與Ansys求解器的結合，將提供覆蓋完整工作范圍的綜合全面的多物理場設計、分析和優化工作流程
Ansys近日宣布收購Motor Design公司（MDL）。本次收購將MDL的Motor-CAD加入到Ansys的現有產品組合，從而強化Ansys的電機設計解決方案。
展開 一文了解基于Motor-CAD的電機快速多學科設計與優化
電機效率與成本優化
電機連續轉矩密度/功率密度優化
電機散熱結構優化
電機轉子減重與結構強度優化
電機轉矩脈動與齒槽轉矩優化
電機峰值扭矩/峰值功率優化
基于Motor-CAD的電機快速多學科設計與優化能實現什么？
Ansys Motor-CAD是目前全球范圍內唯一包含電磁、熱、機械的專業電機多學科設計工具，它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，結合強大的Ansys optiSLang優化工具，使得電機工程師在設計初期對電磁、熱、機械性能進行快速綜合優化的夢想成為可能。
Motor-CAD結合了磁路法與電磁場有限元法，兼顧了理論深度與計算精度，豐富的結果后處理幫助用戶深入、全面的分析和理解電機各種電磁性能參數
Motor-CAD集成的熱分析模塊實現了電機電磁-熱雙向快速耦合分析，其內置20 年積累的豐富電磁熱計算經驗數據為計算精度提供了有力保證
Motor-CAD與optiSLang之間可以借助于集成的向導插件或Python腳本進行耦合，實現電機多學科、多工況、多目標快速綜合優化
Motor-CAD內置的分析模塊提供快速和足夠高精度的算法，幫助用戶減少電機概念設計，初始設計和詳細設計之間多余的往復迭代，加快電機產品研發周期；其內置的各種類型的全參數化電機設計模板、電機設計專家經驗數據、豐富專業的前、后處理功能，即使是擁有電機基本專業知識的普通工程師也可快速、高效、合理地設計高性能電機。
展開 Ansys | 利用Ansys Motor-CAD NVH調諧分析噪聲、振動和聲振粗糙度
如圖3b所示，第6階模態的固有頻率值存在顯著差異，可以對Motor-CAD NVH模型進行調諧，使其與Mechanical軟件計算出的固有頻率值保持一致。
圖4展示了如何調整模態參數，以調諧Motor-CAD NVH模型。為了匹配第6階模態的固有頻率，可以使用圖4b中所示的方程輕松計算所需的剛度值，該方程源于固有頻率的定義。
編輯
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圖3a（左）和3b（右）
Mechanical軟件的模態分析結果：
（左）第0階模態
（右）第6階模態
圖4a（左）和4b（右）。模態參數調諧
輸入新的模態參數后，Motor-CAD NVH模型將自動調諧，NVH分析結果將在幾秒鐘內更新。調諧的模型可以更準確地預測ERP水平，如圖5所示。
圖5a（上）和5b（下）
調諧的Motor-CAD軟件與Mechanical軟件之間的ERP比較：
（上）由三階力諧波激勵的第0階模態
（下）由二階力諧波激勵的第6階模態
如圖6所示，調諧的Motor-CAD NVH模型與來自Mechanical軟件的完整有限元分析結果密切相關。
圖6：Motor-CAD軟件與Mechanical軟件之間的結果ERP比較
Motor-CAD軟件中的NVH調諧操作簡單直觀，只需一次模態分析或測試數據即可調諧模態參數。正確調諧NVH模型后，我們可以在Motor-CAD軟件中運行NVH分析，以便更好地了解整個工作范圍內的噪聲特征。最終，這將有助于避免產品重新設計和發布延遲，并且從長遠來看可以有效節省時間和資金。
展開 基于Motor-CAD的永磁同步電機變速工況E-NVH仿真分析
本文基于Motor-CAD對永磁同步電機進行電磁振動噪聲（E-NVH）仿真分析，為永磁同步電機的E-NVH分析提供理論依據，并為永磁同步電機的E-NVH提供優化途徑。
Motor-CAD是全球領先的新能源汽車電機選型分析及設計軟件，用于新能源汽車電機的選型匹配，優化設計，競品分析，拆解分析等。開發至今，已被全球主要的整車生產企業、電機生產商、科研機構及高校等廣泛使用。
Motor-CAD集成化軟件包，可在選型、設計階段高效地對電機進行電磁和熱性能測試；軟件包括：電磁（EMag）、熱（Therm）、機械模塊（Mechanical）和虛擬實驗室（Lab）四個模塊，可在幾分鐘內精確評估電磁、熱和電磁振動噪聲特性。
2 基于Motor-CAD的E-NVH仿真分析
2.1 Motor-CAD 軟件中的電機模型
本例以一臺48S8P永磁同步電機為例，對電機的電磁噪聲進行仿真分析。通過Motor-CAD中的Mechanical模塊對電機E-NVH進行仿真分析，為后續的降噪方案提供思路。表1所示為電機的主要結構參數。
展開 電機設計 | 利用Ansys Motor-CAD NVH調諧分析噪聲、振動和聲振粗糙度（內含演示視頻）
Motor-CAD解析模型可準確預測由三階力諧波激勵的第0階模態（膨脹模態）。然而，由于寬齒底對定子軛剛度的影響，它無法有效預測由二階力諧波分量激勵的第6階模態（六邊形模態）。第6階模態的差異會影響NVH預測的整體準確性。
圖3展示了Mechanical軟件的模態分析結果，顯示第0階模態和第6階模態分別發生在4711.7 Hz和4456.3 Hz。如圖3b所示，第6階模態的固有頻率值存在顯著差異，可以對Motor-CAD NVH模型進行調諧，使其與Mechanical軟件計算出的固有頻率值保持一致。
圖4展示了如何調整模態參數，以調諧Motor-CAD NVH模型。為了匹配第6階模態的固有頻率，可以使用圖4b中所示的方程輕松計算所需的剛度值，該方程源于固有頻率的定義。
輸入新的模態參數后，Motor-CAD NVH模型將自動調諧，NVH分析結果將在幾秒鐘內更新。調諧的模型可以更準確地預測ERP水平，如圖5所示。
如圖6所示，調諧的Motor-CAD NVH模型與來自Mechanical軟件的完整有限元分析結果密切相關。
Motor-CAD軟件中的NVH調諧操作簡單直觀，只需一次模態分析或測試數據即可調諧模態參數。正確調諧NVH模型后，我們可以在Motor-CAD軟件中運行NVH分析，以便更好地了解整個工作范圍內的噪聲特征。最終，這將有助于避免產品重新設計和發布延遲，并且從長遠來看可以有效節省時間和資金。
視頻演示：Motor-CAD NVH模型調諧
展開 
下午報名 | Ansys Maxwell 2021 R1及Motor-CAD V14新功能介紹
具體包括：全周期建模周期模型求解、利茲線分析功能、基于渦流場的體力密度耦合、溫度相關的鐵損BP曲線、時間平均場量輸出、渦流求解器頻率參數化、隨空間變化的材料或溫度輸入、感應電機的ECE ROM模型、ACT功能增強、發卡繞組UDP、HPC與GPU支持等；
Motor-CAD v14主要功能增強體現在Motor-CAD與Maxwell/Twin Builder的鏈接，包括Motor-CAD可以輸出更多的模型到Maxwell， Motor-CAD Lab可以調用Maxwell的計算結果來生成map圖，Motor-CAD可以輸出更多的電機FMU模型至Twin Builder系統仿真仿真。同時，Motor-CAD也增加了電磁力分析功能，包括一維和二維的電磁力諧波分析，為后續的快速NVH分析提供基礎。
展開 基于 Ansys Motor-CAD 與 optiSLang 的電機多學科優化設計（上）
借助于 Motor-CAD 與 optiSLang，電機工程師可以在概念設計階段快速評估設計參數對電磁、熱、機械強度的綜合影響，在最短時間內給出電機最佳初始設計方案，另外利用 Motor-CAD 與 Maxwell、Twin Builder 之間的接口，工程師可進一步對初始設計方案進行電磁場高精度分析、系統級場路協同仿真分析。
本文我們將通過兩個例子來詳細介紹 Motor-CAD 與 optiSLang 進行電機優化的方法。通過利用 optiSLang 中的 MotorCAD Solver Wizard 實現優化，以及利用 optiSLang 中的 Python Solver Wizard 如何來實現優化。
利用 optiSLang 中的 MotorCAD Solver Wizard 實現優化
optiSLang 中的 MotorCAD Solver Wizard 可以幫助用戶快速創建 Motor-CAD 的參數化分析系統用于敏感性分析或優化設計，用戶只需利用該向導導入 Motor-CAD 模型文件，軟件會自動識別 Motor-CAD 中的參數，通過鼠標拖拽即可完成相關設置。
optiSLang 中的 MotorCAD Solver Wizard
MotorCAD 參數化分析系統
在 MotorCAD solve 中，用戶可定義求解類型，軟件目前支持電磁、熱、Lab 三個模塊
選擇計算模塊
另外還支持在求解結束后，自動導出 Maxwell 的 vb 建模腳本，以及 Motor-CAD 中電機的徑向、軸向、3D 模型的截圖。
展開 報名 | Ansys Maxwell 2021 R1及Motor-CAD V14新功能介紹
具體包括：全周期建模周期模型求解、利茲線分析功能、基于渦流場的體力密度耦合、溫度相關的鐵損BP曲線、時間平均場量輸出、渦流求解器頻率參數化、隨空間變化的材料或溫度輸入、感應電機的ECE ROM模型、ACT功能增強、發卡繞組UDP、HPC與GPU支持等；
Motor-CAD v14主要功能增強體現在Motor-CAD與Maxwell/Twin Builder的鏈接，包括Motor-CAD可以輸出更多的模型到Maxwell， Motor-CAD Lab可以調用Maxwell的計算結果來生成map圖，Motor-CAD可以輸出更多的電機FMU模型至Twin Builder系統仿真仿真。同時，Motor-CAD也增加了電磁力分析功能，包括一維和二維的電磁力諧波分析，為后續的快速NVH分析提供基礎。
展開 PIDO智能仿真 | 基于Ansys Motor-CAD與optiSLang的電機多學科優化設計
借助于Motor-CAD與optiSLang，電機工程師可以在概念設計階段快速評估設計參數對電磁、熱、機械強度的綜合影響，在最短時間內給出電機最佳初始設計方案，另外利用Motor-CAD與Maxwell、Twin Builder之間的接口，工程師可進一步對初始設計方案進行電磁場高精度分析、系統級場路協同仿真分析。
本文我們將通過兩個例子來詳細介紹Motor-CAD與optiSLang進行電機優化的方法。通過利用optiSLang中的MotorCAD Solver Wizard實現優化，以及利用optiSLang中的Python Solver Wizard如何來實現優化。
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利用optiSLang中的MotorCAD Solver Wizard實現優化
optiSLang中的MotorCAD Solver Wizard可以幫助用戶快速創建Motor-CAD的參數化分析系統用于敏感性分析或優化設計，用戶只需利用該向導導入Motor-CAD模型文件，軟件會自動識別Motor-CAD中的參數，通過鼠標拖拽即可完成相關設置。
optiSLang中的MotorCAD Solver Wizard
MotorCAD 參數化分析系統
在MotorCAD solve中，用戶可定義求解類型，軟件目前支持電磁、熱、Lab三個模塊。
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