ansys3d電機(jī)仿真
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-03-07
ansys3d電機(jī)仿真的視頻教程
Ansys 電機(jī)NVH仿真分析流程介紹
本次網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)將介紹如何利用Ansys 2020 R1，在有限元環(huán)境下，精確分析電機(jī)的振動(dòng)噪聲：利用Maxwell2D/3D快速仿真電機(jī)在多轉(zhuǎn)速下定/轉(zhuǎn)子表面的頻域電磁力并無縫鏈接到Workbench平臺(tái)Harmonic Response模塊進(jìn)行多轉(zhuǎn)速諧響應(yīng)分析，得到電機(jī)的ERP Level Waterfall圖，用于分析電機(jī)在各轉(zhuǎn)速下的諧振情況；同時(shí)多轉(zhuǎn)速諧響應(yīng)分析結(jié)果也可傳遞到Harmonic
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Ansys 基于聯(lián)合仿真的電機(jī)聲品質(zhì)解決方案
Ansys VRXPERIENCE Sound聯(lián)合多物理場(chǎng)仿真工具，協(xié)助用戶在電機(jī)及電動(dòng)車從早期設(shè)計(jì)和驗(yàn)證階段開始就能準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)和優(yōu)化電機(jī)的NVH特性，為其提供一個(gè)高效多維度的電機(jī)聲品質(zhì)設(shè)計(jì)及驗(yàn)證解決方案。
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ANSYS Maxwell 永磁同步電機(jī)電磁仿真分析教學(xué)
以經(jīng)典的IPM車用永磁電機(jī)為案例，從實(shí)際工程角度出發(fā)，用step by step的操作和詳細(xì)的講解，帶您快速入門永磁電機(jī)電磁仿真分析
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ansys3d電機(jī)仿真的實(shí)例教程
電機(jī)作為一個(gè)能量轉(zhuǎn)化率高，轉(zhuǎn)速平穩(wěn)，噪聲水平低的設(shè)備被應(yīng)用到越來越多的場(chǎng)景中。但隨著振動(dòng)噪聲要求的不斷提高，低噪聲的電機(jī)也不能達(dá)到我們的而標(biāo)準(zhǔn)。如何通過仿真快速得到電機(jī)的噪聲，并解決電機(jī)的噪聲問題，西門子Simcenter 3D提供了電機(jī)噪聲的仿真解決方案。
首先我們需要對(duì)電機(jī)進(jìn)行電磁場(chǎng)仿真。在這里西門子也有相應(yīng)的解決方案，通過Simcenter 3D EM（原Infolytica）對(duì)電機(jī)進(jìn)行電磁場(chǎng)仿真。當(dāng)然用戶也可以通過其他的電磁仿真軟件進(jìn)行仿真，將得到的電機(jī)定子表面的力導(dǎo)出。
第一步完成后，在Simcenter 3D Acoustics將導(dǎo)出的力加載到電機(jī)定子的有限元模型上，然后計(jì)算就可以得到電機(jī)的振動(dòng)和噪聲。接下來將詳細(xì)的介紹這一過程。
首先將電機(jī)的模型導(dǎo)入Simcenter 3D，然后進(jìn)行聲網(wǎng)格、結(jié)構(gòu)網(wǎng)格以及麥克風(fēng)網(wǎng)格的劃分，劃分結(jié)果如圖1所示
圖1 網(wǎng)格劃分
這一步我們將建立一層將結(jié)構(gòu)和電磁網(wǎng)格連接起來的網(wǎng)格，用于加載電磁力，如圖2所示。
展開 圖61 A記權(quán)聲壓級(jí)
4.結(jié)論
本操作案例僅介紹了如何在ANSYS Workbench平臺(tái)上，通過Maxwell電磁模塊與Mechanical模塊進(jìn)行電機(jī)的電磁結(jié)構(gòu)噪聲仿真的操作流程，對(duì)電機(jī)實(shí)際結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真計(jì)算時(shí)需要充分考慮電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。
文章來源：西莫電機(jī)論壇
性能優(yōu)異的電機(jī)是電機(jī)及其控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，比如：
采用新型原材料和先進(jìn)的磁路設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)出高功率密度的電機(jī)，電機(jī)占用的幾何空間就越小，電機(jī)的有效材料的利用率就越高；
電機(jī)的效率越高，則可減小電機(jī)本體的發(fā)熱，提高電機(jī)的壽命，提高整個(gè)電機(jī)機(jī)電系統(tǒng)的效率；
齒槽轉(zhuǎn)矩越小的電機(jī)，將減少電機(jī)控制算法設(shè)計(jì)的難度，同時(shí)減小最終整個(gè)機(jī)電系統(tǒng)的NVH。
在電機(jī)型號(hào)確定后，性能優(yōu)異的電機(jī)控制器將最大限度地發(fā)揮電機(jī)的效能。比如：
相對(duì)SPWM，采用SVPWM調(diào)制方法可以減小逆變器的開關(guān)損耗、提高母線電壓利用率；
采用單位電流最大轉(zhuǎn)矩控制方法（MTPA）,將在不增加逆變器容量的情況下，使電機(jī)輸出最大的轉(zhuǎn)矩。
ANSYS提供使用方便、高精度的電機(jī)本體及其控制系統(tǒng)開發(fā)仿真平臺(tái)。用戶先采用ANSYS有限元軟件，設(shè)計(jì)出性能優(yōu)異的電機(jī)本體，然后采用ANSYS特有的電機(jī)降階模型抽取方法，基于有限元精確仿真的結(jié)果，提取出高精度的電機(jī)ECE模型，無縫輸入到ANSYS系統(tǒng)仿真軟件，在系統(tǒng)仿真軟件中搭建矢量控制電路等控制電路，做到控制算法和系統(tǒng)與電機(jī)本體的最佳匹配，在開發(fā)初期就可以對(duì)電機(jī)本體和控制系統(tǒng)作出有效評(píng)估。
對(duì)于只設(shè)計(jì)電機(jī)控制系統(tǒng)的用戶，也可以向其電機(jī)供應(yīng)商索取與實(shí)際電機(jī)對(duì)應(yīng)高精度的電機(jī)ECE模型，進(jìn)行控制算法的仿真和優(yōu)化。電機(jī)ECE模型只高精度體現(xiàn)電機(jī)外部特性，而不會(huì)泄露供應(yīng)商實(shí)際的電機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)，在有效保護(hù)各方知識(shí)產(chǎn)權(quán)的同時(shí)，又促進(jìn)了電機(jī)設(shè)計(jì)生產(chǎn)廠家和控制器設(shè)計(jì)生產(chǎn)廠家的高效合作。
主要內(nèi)容綱要如下：
1. ANSYS電機(jī)本體及其控制系統(tǒng)仿真平臺(tái)介紹
2. ANSYS永磁同步電機(jī)電機(jī)的降階模型抽取方法
3.
展開 在電機(jī)型號(hào)確定后，性能優(yōu)異的電機(jī)控制器將最大限度地發(fā)揮電機(jī)的效能。比如：
相對(duì)SPWM，采用SVPWM調(diào)制方法可以減小逆變器的開關(guān)損耗、提高母線電壓利用率；
采用單位電流最大轉(zhuǎn)矩控制方法（MTPA）,將在不增加逆變器容量的情況下，使電機(jī)輸出最大的轉(zhuǎn)矩。
ANSYS提供使用方便、高精度的電機(jī)本體及其控制系統(tǒng)開發(fā)仿真平臺(tái)。用戶先采用ANSYS有限元軟件，設(shè)計(jì)出性能優(yōu)異的電機(jī)本體，然后采用ANSYS特有的電機(jī)降階模型抽取方法，基于有限元精確仿真的結(jié)果，提取出高精度的電機(jī)ECE模型，無縫輸入到ANSYS系統(tǒng)仿真軟件，在系統(tǒng)仿真軟件中搭建矢量控制電路等控制電路，做到控制算法和系統(tǒng)與電機(jī)本體的最佳匹配，在開發(fā)初期就可以對(duì)電機(jī)本體和控制系統(tǒng)作出有效評(píng)估。
對(duì)于只設(shè)計(jì)電機(jī)控制系統(tǒng)的用戶，也可以向其電機(jī)供應(yīng)商索取與實(shí)際電機(jī)對(duì)應(yīng)高精度的電機(jī)ECE模型，進(jìn)行控制算法的仿真和優(yōu)化。電機(jī)ECE模型只高精度體現(xiàn)電機(jī)外部特性，而不會(huì)泄露供應(yīng)商實(shí)際的電機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)，在有效保護(hù)各方知識(shí)產(chǎn)權(quán)的同時(shí)，又促進(jìn)了電機(jī)設(shè)計(jì)生產(chǎn)廠家和控制器設(shè)計(jì)生產(chǎn)廠家的高效合作。
主要內(nèi)容綱要如下：
1. ANSYS電機(jī)本體及其控制系統(tǒng)仿真平臺(tái)介紹
2. ANSYS永磁同步電機(jī)電機(jī)的降階模型抽取方法
3. ANSYS 結(jié)合電機(jī)本體高精度降階模型的矢量控制算法實(shí)現(xiàn)方法
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展開 Moldex3D RTM可以讓使用者在Studio上依照現(xiàn)場(chǎng)纖維布之鋪排來進(jìn)行立體網(wǎng)格設(shè)計(jì)，也能從外部前處理軟件如Rhino、Hypermesh等輸入。Studio亦支持由ANSYS ACP提供RTM前處理所輸出的3D HDF5文件（包含實(shí)體網(wǎng)格、Ply、排向等數(shù)據(jù)）；Multiscale.sim的local滲透率數(shù)值可一并匯入Studio，以提供更精確的RTM流動(dòng)分析，讓使用者可以更全面了解整個(gè)制程會(huì)遇到的現(xiàn)象與潛在問題。
模型準(zhǔn)備
步驟1：在ANSYS ACP與Multiscale.sim輸出3D HDF5檔案
首先在ACP中完成Drape仿真并生成實(shí)體模型，接著使用Workbench更新模型，最后執(zhí)行「perform_map_permeability.bat」腳本，將滲透系數(shù)映像到有限元素模型并輸出為HDF5檔案。檔案最終會(huì)出現(xiàn)在項(xiàng)目「user_files」文件夾中，格式為3D結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，可用于后處理或進(jìn)一步分析。
項(xiàng)目準(zhǔn)備
步驟2：把在ANSYS ACP制作好的網(wǎng)格及相關(guān)信息輸入Studio進(jìn)行后續(xù)分析
開啟Studio，選擇樹脂轉(zhuǎn)注成型模塊。接著選擇匯入幾何，文件類型選擇ANSYS ACP file (*.h5)，并選擇對(duì)應(yīng)檔案。匯入成功后會(huì)顯示對(duì)應(yīng)之網(wǎng)格。
系統(tǒng)自動(dòng)導(dǎo)入纖維排向數(shù)據(jù)。
完成前處理
步驟3：設(shè)定邊界條件
首先點(diǎn)擊邊界條件，并選擇進(jìn)澆。接著選取適當(dāng)?shù)膮^(qū)域來設(shè)定進(jìn)膠面或其他邊界條件。
步驟4：執(zhí)行最終檢查
在網(wǎng)格頁簽執(zhí)行最終檢查，即完成藉由ANSYS ACP提供RTM前處理網(wǎng)格及相關(guān)信息。
步驟5：執(zhí)行分析
進(jìn)一步設(shè)定材料、成型條件及計(jì)算參數(shù)等，然后執(zhí)行分析，即可得到對(duì)應(yīng)之分析結(jié)果。
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ansys3d電機(jī)仿真的最新內(nèi)容
樹脂轉(zhuǎn)注成型（Resin Transfer Molding，RTM）是一種先進(jìn)的復(fù)合材料成型制程，通常透過將纖維布含浸樹脂來生產(chǎn)高性能復(fù)合材料零件。RTM能夠生產(chǎn)具備高質(zhì)量、復(fù)雜幾何形狀，以及尺寸精度、機(jī)械性能良好且一致的零部件。
Moldex3D RTM可以讓使用者在Studio上依照現(xiàn)場(chǎng)纖維布之鋪排來進(jìn)行立體網(wǎng)格設(shè)計(jì)，也能從外部前處理軟件如Rhino、Hypermesh等輸入。Studio
AnsysWB-基于過盈配合的BWM_i3電機(jī)轉(zhuǎn)子應(yīng)力仿真
1.模型包含電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)軸
2.轉(zhuǎn)子鐵心與轉(zhuǎn)軸施加過盈接觸配合
3.轉(zhuǎn)軸施加峰值扭矩250Nm的載荷
4.評(píng)估轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)軸的應(yīng)力和變形情況
5.參考時(shí)請(qǐng)考慮仿真模型與實(shí)際模型存在的偏差
一、軟件概述
ANSYS Maxwell 是 ANSYS 公司旗下一款功能強(qiáng)大的低頻電磁場(chǎng)仿真軟件，在電力、電子、機(jī)電等多個(gè)行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。它基于有限元分析（FEA）、有限積分法（FIM）等先進(jìn)算法，能夠精確模擬各種復(fù)雜的電磁現(xiàn)象，為工程師和科研人員提供可靠的設(shè)計(jì)分析工具。
二、核心功能
（一）電磁建模與分析
Maxwell 具備豐富的建模工具，可快速創(chuàng)建二維和三維電磁模型。用戶既可以通過軟件自帶的建模模塊繪制簡(jiǎn)單的幾何形狀
<p class="ql-align-justify"><strong style="color: rgb(31, 73, 125);">Ansys技術(shù)在幫助WEG開發(fā)工業(yè)電機(jī)方面發(fā)揮著重要作用，該電機(jī)提高了效率和生產(chǎn)率，助力OEM廠商突破創(chuàng)新極限</strong></p><h2><strong style="color: rgb(31, 73, 125);">科技創(chuàng)新</strong></h2><
新能源汽車電機(jī)的NVH（Noise, Vibration, and Harshness，即噪聲、振動(dòng)、粗糙度）問題是多物理場(chǎng)耦合的復(fù)雜問題。電機(jī)運(yùn)行過程中，變化的電磁力不僅會(huì)影響電機(jī)NVH性能，還會(huì)對(duì)電磁性能產(chǎn)生影響。在新能源汽車電機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中，將電磁性能和NVH性能作為優(yōu)化變量同時(shí)進(jìn)行優(yōu)化是非常必要的。
電機(jī)NVH多物理域耦合
本次研討會(huì)將展示
堵轉(zhuǎn)仿真
（1）感應(yīng)電機(jī)堵轉(zhuǎn)仿真
● 感應(yīng)電機(jī)的堵轉(zhuǎn)仿真用于計(jì)算其堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩和堵轉(zhuǎn)電流，校核電機(jī)起動(dòng)性能
● 堵轉(zhuǎn)仿真設(shè)置
- 轉(zhuǎn)速設(shè)置為0
- 設(shè)置三相電壓源
● 堵轉(zhuǎn)仿真目的和方法
- 目的1：計(jì)算起動(dòng)瞬間最大電流
- 方法：常規(guī)瞬態(tài)仿真1個(gè)同步周期
- 目的2：計(jì)算穩(wěn)態(tài)堵轉(zhuǎn)電流、短路阻抗(短路試驗(yàn))
- 方法1:開啟Fast
仿真電機(jī)的噪聲、振動(dòng)和聲振粗糙度(NVH)對(duì)于合理的電動(dòng)汽車電磁、振動(dòng)聲學(xué)設(shè)計(jì)至關(guān)重要。本白皮書介紹了如何利用Ansys解決方案在設(shè)計(jì)階段盡早地、準(zhǔn)確地對(duì)電機(jī)NVH進(jìn)行分析，以提升車輛NVH表現(xiàn)與安全。這些解決方案可降低企業(yè)研發(fā)成本，支持電動(dòng)化交通戰(zhàn)略的實(shí)施。Ansys解決方案助力汽車制造商降低電動(dòng)汽車NVH，提高客戶滿意度，從而贏得行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
為什么需要NVH分析
<p><strong>該聯(lián)合解決方案為分析2.5D/3D-IC多芯片系統(tǒng)中的機(jī)械應(yīng)力提供快速、高容量的云解決方案，以提高產(chǎn)品可靠性</strong></p><p><br></p><p><strong>主要亮點(diǎn)</strong></p><ul><li>管理熱機(jī)械應(yīng)力對(duì)于3D-IC的可靠性和魯棒性至關(guān)重要</li><li>Ansys與臺(tái)積電和微軟展開合作，為分析采用臺(tái)積電3DFabric技術(shù)的多芯片設(shè)計(jì)中的機(jī)械應(yīng)力提供快速
Ansys半導(dǎo)體仿真工具獲得聯(lián)華電子最新多晶圓堆疊（WoW）先進(jìn)封裝技術(shù)認(rèn)證
主要亮點(diǎn)
Ansys Redhawk-SC?和Ansys Redhawk-SC Electrothermal?已獲得聯(lián)華電子公司（UMC
摘 要：
電機(jī)控制器中的主要散熱器件有電容和IGBT等,其散熱性能直接關(guān)系到電機(jī)的輸出。以控制器中的8個(gè)電容及3個(gè)IGBT為主要熱源,采用有限元分析的穩(wěn)態(tài)熱模塊及流體模塊,分別對(duì)其進(jìn)行溫度仿真分析,分析對(duì)比在使用水冷散熱前后主要發(fā)熱器件的散熱狀態(tài),得出水冷散熱的仿真效果比常態(tài)下的溫度降低約27℃,為實(shí)際產(chǎn)品的設(shè)計(jì)生產(chǎn)提供支撐。
關(guān)鍵詞：控制器;水冷;熱仿真;
0 引言
