ansys電機結構的案例
【4月19-22日 無錫】ANSYS Workbench電機結構強度、模態、振動仿真實例
背景
電機結構設計的基本內容包括四個方面，一是確定電機的防護形式、軸承型式和數目、軸伸型式和數目、安裝方式和冷卻系統等；二是確定電機某零部件具體的結構型式、形狀和具體尺寸，使用的材料；三是確定電機機械聯接的零部件之間的聯接方式；四是核算電機零部件的機械性能，包括強度、剛度、變形等的計算；而這幾部分內容之間是有相互關系和相互影響，需要電機結構工程師考慮充分及計算結構強度等問題準確，計算結構相關問題準確往往需要使用當下有限元等仿真方法。
先進的仿真平臺ANSYS Workbench是能實現結構靜力學、模態、諧響應、振動等仿真，Workbench獨特的項目圖形化界面把整個仿真過程緊密結合在一起，完成復雜的多物理場耦合分析，通過電磁場與電場、電磁場與熱場和電磁場與結構等物理場相互耦合分析產品，可以在產品設計階段就能減少產品問題。特舉辦“ANSYS Workbench電機結構強度、模態、振動仿真實例”培訓。詳情請參見第四部分“內容大綱”。
時間地點
時間：2019年4月19日-4月22日（第一天報到，授課3天）
地點：江蘇*無錫
主講專家
該課程講師，具有13年電機設計及仿真分析經驗，具備電機結構及電磁等多物理場耦合仿真分析能力，一直對外提供技術咨詢服務，具有扎實的數值計算理論基礎；熟練掌握ANSYS EM、Workbench、Matlab等軟件。培訓40多場次，學員上千人。
內容大綱
報名費用
標準費用：3980元/人，食宿可統一安排，費用自理。
展開 Ansys在電機中的結構分析應用
電機中的結構分析
場景一：
電機熱-機疲勞
場景二：
電機NVH
場景三：
沖擊性能優化
客戶案例
Lucid Motors –豪華電動汽車公司
電機熱管理
熱—機疲勞分析
Ansys電機多學科分析
*Electric – Fluid – Mechanical(Thermal Stress) – Fatigue
-通過力分布進行單向或雙向耦合分析
電機NVH
NVH面臨的挑戰
高效模擬源自電機的噪聲和振動
-噪聲源的識別和建模
-高效準確的預測
-訪問所需輸出
-性能優化
電機噪聲-建模和預測
電機的噪聲振動和聲學建模
電機抗沖擊優化設計
初始設計的評估
設計參數研究
DOE&分析
優化結果
深圳市優飛迪科技有限公司成立于2010年，是一家專注于產品開發平臺解決方案與物聯網技術開發的國家級高新技術企業。
十多年來，優飛迪科技在數字孿生、工業軟件尤其仿真技術、物聯網技術開發等領域積累了豐富的經驗，并在這些領域擁有數十項獨立自主的知識產權。同時，優飛迪科技也與國際和國內的主要頭部工業軟件廠商建立了戰略合作關系，能夠為客戶提供完整的產品開發平臺解決方案。
優飛迪科技技術團隊實力雄厚，主要成員均來自于國內外頂尖學府、并在相關領域有豐富的工作經驗，能為客戶提供“全心U+端到端服務”。
展開 電機NVH結構仿真 | 硅鋼片層疊效應對電機模態的影響
南京安世亞太公司
電機的定子結構通常是硅鋼片層疊而成，在研究定子動力特性的時候，材料本構的定義對分析結果無疑是非常重要的。將定子的本構模型考慮為各向同性材料還是橫觀各向同性材料，它們對分析結果的影響又是什么樣的？這是值得思考的問題。
橫觀各向同性材料
電機結構的定子或轉子一般由硅鋼片層疊而成，在電機的動力學分析實踐中，工程師往往會把硅鋼片層疊結構的本構模型簡化為各向同性，也就是忽略了層疊效應。相比各向同性，橫觀各向同性本構模型更符合硅鋼片結構的實際情況。設定子層疊方向標記為1，其它兩個方向標記為2和3，則6個材料參數如下，由于G23可由E2(E3)和v23推導得出，所以獨立的材料參數為5個。
在Workbench中的材料參數設置
設層疊方向為X，假設硅鋼材料本身的彈性模量是200GPa，假設層疊方向的彈性模量為150GPa，假設各個方向的泊松比都為0.3，硅鋼材料剪切模量Shear Modulus YZ可按各向同性材料公式計算，其它兩個剪切模量假設為0.9倍硅鋼剪切模量。（材料參數來源于論文數據）
橫觀各向同性本構
設硅鋼的彈性模量為200GPa，泊松比為0.3。
展開 電機NVH結構仿真 | 硅鋼片層疊效應對電機模態的影響
電機的定子結構通常是硅鋼片層疊而成，在研究定子動力特性的時候，材料本構的定義對分析結果無疑是非常重要的。將定子的本構模型考慮為各向同性材料還是橫觀各向同性材料，它們對分析結果的影響又是什么樣的？這是值得思考的問題。
橫觀各向同性材料
電機結構的定子或轉子一般由硅鋼片層疊而成，在電機的動力學分析實踐中，工程師往往會把硅鋼片層疊結構的本構模型簡化為各向同性，也就是忽略了層疊效應。相比各向同性，橫觀各向同性本構模型更符合硅鋼片結構的實際情況。設定子層疊方向標記為1，其它兩個方向標記為2和3，則6個材料參數如下，由于G23可由E2(E3)和v23推導得出，所以獨立的材料參數為5個。
在Workbench中的材料參數設置
設層疊方向為X，假設硅鋼材料本身的彈性模量是200GPa，假設層疊方向的彈性模量為150GPa，假設各個方向的泊松比都為0.3，硅鋼材料剪切模量Shear Modulus YZ可按各向同性材料公式計算，其它兩個剪切模量假設為0.9倍硅鋼剪切模量。（材料參數來源于論文數據）
橫觀各向同性本構
設硅鋼的彈性模量為200GPa，泊松比為0.3。
展開 
電機振動噪聲建模分析：ANSYS電機振動噪聲分析
對于電機來說，這些力可能是驅動轉子軸的磁力，也可能是更大的驅動系統的一部分，比如軸承和/或齒輪。
圖1 汽車NVH示意圖
噪聲是電機的一個熱門話題，而諸如重量和成本降低等競爭性需求會帶來工程挑戰，如果不加以解決，可能會影響客戶滿意度和產品接受度，使用ANSYS工具將為如何全面解決電機噪聲提供工程指導。
1. 問題分析
本例以永磁同步電機模型為例。在Maxwell 2D中，利用該電機的1/8模型，計算定子內表面徑向和切向磁拉力；然后在ANSYS Mechanical中進行該電機三維定子的諧響應分析；最后在ANSYS Harmonic Acoustic中進行三維聲場分析。在Workbench中，Maxwell中計算的定子內表面徑向和切向磁拉時域力密度分布，作為激勵源，耦合到Mechanical 中進行頻域的諧響應分析；諧響應分析的結果，作為激勵耦合到ANSYS Harmonic Acoustic 中，作為噪聲分析的激勵。
幾何模型
圖2 模型示意圖
材料參數
，仿真過程中使用的材料為默認的結構鋼
2. 電磁力計算
圖3 1/8電機模型
分析模型為 Prius 電機的二維分析模型，建立Maxwell 2D分析流程。
打開【Workbench】->【Toolbox】->【Analysis Systems】，添加一個Maxwell 2D分析系統。
圖4 Maxwell 2D分析流程圖
導入模型以后，為了精確分析定子齒部的徑向電磁力，并將力密度的分布耦合到后續的諧響應分析中。
需要將定子齒部“分割”出來，并施加更細密的網格剖分。
展開 PMSM電機結構及控制原理
永磁同步電機 (PMSM) 和感應電機之間的主要區別在于轉子。研究表明 PMSM 的效率比高效（IE3）感應電動機高約 2%，前提是定子具有相同的設計，并使用相同的變頻驅動器進行控制。 在這種情況下，永磁同步電動機與其他電動機相比具有最佳性能：功率/體積、扭矩/慣量等。
永磁同步電機結構和類型
永磁同步電機與任何旋轉電機一樣，由轉子和定子組成。 定子是固定部分。 轉子是旋轉部件。
內置式永磁同步電機
通常，轉子位于電動機的定子內部，也有帶有外轉子的結構-內向外電動機。
永磁同步電機構型：左邊：內轉子；右邊：外轉子
轉子由永磁體組成。 具有高矯頑力的材料用作永磁體。
根據轉子設計，同步電機分為：
帶有凸極轉子的電動機；
帶有非凸極轉子的電動機。
具有非凸極轉子的電動機具有相等的直軸和交軸電感 Ld = Lq，而對于具有凸極轉子的電動機，交軸電感不等于直軸Lq ≠ Ld。
具有不同 Ld/Lq 比率的轉子的橫截面。磁鐵標記為黑色。圖 e、f 顯示軸向分層轉子，圖 c 和 h 顯示帶有屏障的轉子。
另外，根據轉子的設計，永磁同步電機分為：
表面永磁同步電機；
內置永磁同步電機。
定子由外框和帶繞組的鐵芯組成。 最常見的兩相和三相繞組設計。
根據定子設計，永磁同步電機可以：
分布式繞組；
集中繞組。
定子集中繞組
定子分布式繞組
分布式調用這樣的繞組，其中每極和每相的槽數 Q = 2, 3, ...., k。集中稱為這種繞組，其中每極和每相的槽數 Q = 1。在這種情況下，槽均勻地分布在定子的圓周周圍。
展開 電機振動噪聲建模分析:基于ANSYS Workbench平臺的電機電磁噪聲仿真分析
圖61 A記權聲壓級
4.結論
本操作案例僅介紹了如何在ANSYS Workbench平臺上，通過Maxwell電磁模塊與Mechanical模塊進行電機的電磁結構噪聲仿真的操作流程，對電機實際結構進行仿真計算時需要充分考慮電機的結構特點。
文章來源：西莫電機論壇
同步磁阻電機原理&結構介紹
同步磁阻電機的特點
好處：
簡單而堅固的轉子結構：
轉子結構簡單，由電工鋼片組成，沒有磁鐵和短路繞組。
低熱量：由于轉子中沒有電流，因此在運行過程中不會發熱，從而增加了電動機的使用壽命。
沒有磁鐵：由于生產中不使用稀土金屬，因此降低了電動機的最終價格。在沒有磁力的情況下，簡化了電動機的維護。
轉子的低轉動慣量：由于轉子上沒有繞組和磁鐵，轉子的轉動慣量較低，使電動機加速更快，更節能。
速度控制： 鑒于同步磁阻電機的運行需要變頻器，因此可以在較寬的速度范圍內控制磁阻電機的轉速。
缺點：
頻率控制：工作需要變頻驅動。
低功率因數：由于磁通量僅由無功電流產生。通過使用帶有功率校正的變頻驅動器來解決。
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展開 今晚 | ANSYS官方永磁同步電機電機的降階模型抽取和矢量控制電路仿真直播
ANSYS官方將特別推出一系列ANSYS網絡研討會，不僅包含ANSYS 2019 R3 新版本功能介紹，同時也包括最新的行業熱點解決方案，ANSYS將與各位深入探討行業熱點趨勢，諸如無人駕駛、PCB結構可靠性、天線設計、數字孿生等等。
在此系列網絡研討會結束后，ANSYS將官方抽取1名幸運者，TA將獲得華為最新發布的Mate 30 1臺！
本期研討會：《永磁同步電機電機的降階模型抽取和矢量控制電路仿真》將于11月28日 20:00-21:00舉辦。
直播主題
永磁同步電機電機的降階模型抽取和矢量控制電路仿真
日期/時間
2019年11月28日（今晚）
20:00 – 21:00
課程受眾
永磁同步電機設計單位
電機控制器設計單位
新能源汽車研發部門
變頻器研發部門等行業人士
講師簡介
楊俐輝
ANSYS機電系統仿真軟件專家，對電機本體及其控制系統、開關電源、機電系統的電磁兼容有豐富的實際項目實施和仿真經驗?，F任ANSYS中國機電產品線資深工程師，負責機電產品線的方案推廣和項目咨詢工作，對ANSYS機電產品及平臺方案等有全面的了解和經驗。
課程簡介
隨著新能源汽車行業、高性能工業伺服系統的發展，電機本體設計和其控制系統的關系日趨緊密。
展開 ANSYS永磁同步電機電機的降階模型抽取和矢量控制電路仿真丨附招聘
ANSYS官方將特別推出一系列ANSYS網絡研討會，不僅包含ANSYS 2019 R3 新版本功能介紹，同時也包括最新的行業熱點解決方案，ANSYS將與各位深入探討行業熱點趨勢，諸如無人駕駛、PCB結構可靠性、天線設計、數字孿生等等。
在此系列網絡研討會結束后，ANSYS將官方抽取1名幸運者，TA將獲得華為最新發布的Mate 30 1臺！
本期研討會：《永磁同步電機電機的降階模型抽取和矢量控制電路仿真》將于11月28日 20:00-21:00舉辦。
直播主題
永磁同步電機電機的降階模型抽取和矢量控制電路仿真
日期/時間
2019年11月28日（周四）
20:00 – 21:00
課程受眾
永磁同步電機設計單位
電機控制器設計單位
新能源汽車研發部門
變頻器研發部門等行業人士
講師簡介
楊俐輝
ANSYS機電系統仿真軟件專家，對電機本體及其控制系統、開關電源、機電系統的電磁兼容有豐富的實際項目實施和仿真經驗?，F任ANSYS中國機電產品線資深工程師，負責機電產品線的方案推廣和項目咨詢工作，對ANSYS機電產品及平臺方案等有全面的了解和經驗。
課程簡介
隨著新能源汽車行業、高性能工業伺服系統的發展，電機本體設計和其控制系統的關系日趨緊密。性能優異的電機是電機及其控制系統的基礎，比如：
采用新型原材料和先進的磁路設計方法設計出高功率密度的電機，電機占用的幾何空間就越小，電機的有效材料的利用率就越高；
電機的效率越高，則可減小電機本體的發熱，提高電機的壽命，提高整個電機機電系統的效率；
齒槽轉矩越小的電機，將減少電機控制算法設計的難度，同時減小最終整個機電系統的NVH。
展開 一篇全解：電機的旋轉原理、結構、類型、故障排除
直流電機 VS 交流電機
1、直流、交流電機區別
直流電機結構示意圖
交流電機結構示意圖
（1）電源方式不同：
直流電機：使用直流電做為電源；
交流電機：使用交流電做為電源。
（2）結構上不同：
直流電機的原理相對簡單，但結構復雜，不便于維護。而交流電機原理復雜但結構相對簡單，而且比直流電機便于維護。
直流電動機
（3）價格上不同：
功率相同的直流電機高于交流電機，包括控制速度的調速裝置也是直流調速裝置高于交流調速裝置的價格，當然結構和維護也有很大的差異。
展開 
電動汽車驅動電機控制器結構與功能
【免責聲明】文章為作者個人觀點，不代表EDC電驅未來立場。如因作品內容、版權等存在問題，請于本文布30日內聯系EDC電驅未來進行刪除或洽談版權使用事宜。
實體結構的ANSYS分析 附ANSYS工程結構數值分析下載
下載地址：ANSYS工程結構數值分析
研究與設計|抑制開關磁阻電機振動的結構設計研究
近年來，通過設計電機結構來抑制轉矩脈動的應用越來越廣泛。文獻[3]提出了一種新的定子結構，通過構造不均勻氣隙來抑制電機的轉矩脈動。文獻[4]通過對轉子兩側開槽來降低電機振動。文獻[5]通過采取轉子T型齒的方法，減小徑向力積分面積，從而減小轉矩脈動和徑向力。文獻[6]通過在轉子一側開一個V形槽口，將槽口開口對著旋轉方向來減小轉矩脈動。文獻[7]設計了一種轉子斜槽結構的電機，通過驗證證明了斜槽結構對轉矩脈動起到了很好的抑制效果。文獻[8]通過改變定子轉子的極靴結構來改善邊緣磁通，從而抑制了電機的轉矩脈動。文獻[9]研究了一種新型的轉子齒形，在轉子兩側增加了半橢圓型的輔助鐵心，從根源上解決了由于雙凸極引起的局部飽從而減小了轉矩脈動。文獻[10]通過定子開槽以及定子添加極靴有效地降低電機的轉矩脈動以及徑向力。文獻[11]通過在轉子極身打孔以及定子增加鍥形角，減小了定轉子之間的轉矩突變，從而減小轉矩脈動。
為了減小SRM的電磁振動，本文主要從電機的結構入手，同時分析抑制轉矩脈動以及徑向力，在傳統SRM基礎上，提出了一種新的電機結構。通過在電機轉子內兩側開孔以及定子開槽的組合結構，對比分析得出，在保持電機平均轉矩基本不變的情況下，轉矩脈動下降，徑向力最大幅值下降，可為后續SRM振動抑制的研究提供了理論依據。
1 電機振動分析
電機在正常運轉過程中，產生的電磁力可以分為兩部分，一部分為徑向電磁力，另一部分為切向電磁力。
其中，電機定轉子間的徑向電磁力會導致電機定子橢圓形變，切向電磁力則會產生輸出轉矩，結構的特性使得徑向力與轉矩脈動波動，產生了電磁振動。
定子的振動主要是因為徑向力突變引起的，當定轉子齒重疊時就會產生徑向力，完全重疊時，徑向力則為最大。隨著電機運轉，徑向力的突變導致定子變形，從而產生振動。
展開 新能源汽車驅動電機分類、結構及工作原理介紹
什么是電機
電機，顧名思義，就是將電能與機械能相互轉換的一種電力原件。當電能轉化為機械能時，電機表現出的就是電動機的工作特性，當機械能轉化為電能時，電機表現出的就是發電機的工作特性，結合到新能源汽車上，新能源汽車在放電狀態下驅動車輛前進或者后退時，表現出的就是電動機特性，在車輛松開加速踏板或者踩下制動踏板時，表現出的就是發電機特性。
驅動電機的分類
現階段的新能源汽車常用的驅動電機包括兩種，永磁同步電機及交流異步電機，且大多數新能源汽車采用的是永磁同步電機，只有少部分車輛采用了交流異步電機。這兩種類型的電機均屬于交流電機。
對于低速電動車來說，更多采用的是直流電機。直流電機也是最早應用于電動汽車的電機，這種電機的特點是控制性能好，成本低。但是隨著電子技術、機械制造技術及自動控制技術的發展，交流電機表現出了比直流電機更加優越的性能，所以逐步取代了直流電機。
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