ansys 電機(jī)建模的案例
電機(jī)振動噪聲建模分析：ANSYS電機(jī)振動噪聲分析
對于電機(jī)來說，這些力可能是驅(qū)動轉(zhuǎn)子軸的磁力，也可能是更大的驅(qū)動系統(tǒng)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(jī)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(zhàn)，如果不加以解決，可能會影響客戶滿意度和產(chǎn)品接受度，使用ANSYS工具將為如何全面解決電機(jī)噪聲提供工程指導(dǎo)。
1. 問題分析
本例以永磁同步電機(jī)模型為例。在Maxwell 2D中，利用該電機(jī)的1/8模型，計算定子內(nèi)表面徑向和切向磁拉力；然后在ANSYS Mechanical中進(jìn)行該電機(jī)三維定子的諧響應(yīng)分析；最后在ANSYS Harmonic Acoustic中進(jìn)行三維聲場分析。在Workbench中，Maxwell中計算的定子內(nèi)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(jìn)行頻域的諧響應(yīng)分析；諧響應(yīng)分析的結(jié)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(shù)
，仿真過程中使用的材料為默認(rèn)的結(jié)構(gòu)鋼
2. 電磁力計算
圖3 1/8電機(jī)模型
分析模型為 Prius 電機(jī)的二維分析模型，建立Maxwell 2D分析流程。
打開【W(wǎng)orkbench】->【Toolbox】->【Analysis Systems】，添加一個Maxwell 2D分析系統(tǒng)。
圖4 Maxwell 2D分析流程圖
導(dǎo)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(xù)的諧響應(yīng)分析中。
需要將定子齒部“分割”出來，并施加更細(xì)密的網(wǎng)格剖分。
展開 電機(jī)振動噪聲建模分析:基于ANSYS Workbench平臺的電機(jī)電磁噪聲仿真分析
圖61 A記權(quán)聲壓級
4.結(jié)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(jìn)行電機(jī)的電磁結(jié)構(gòu)噪聲仿真的操作流程，對電機(jī)實際結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真計算時需要充分考慮電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點。
文章來源：西莫電機(jī)論壇
精確建模，穩(wěn)健求解 | 《ANSYS電機(jī)NVH多物理場解決方案》現(xiàn)已開放領(lǐng)取
· 新能源汽車中的NVH問題
· 電機(jī)NVH設(shè)計
· Ansys Workbench為電機(jī)NVH設(shè)計提供的集成式解決方案
· 電磁力分析（Maxwell）
· 結(jié)構(gòu)振動分析（Mechanical）
（1）模態(tài)分析
（2）諧響應(yīng)分析
· 參數(shù)標(biāo)定（optiSLang）
· 聲學(xué)分析（Mechanical）
· 電機(jī)NVH多學(xué)科優(yōu)化（optiSLang）
· 轉(zhuǎn)子偏心解決方案（ACT）
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精確建模，無縫集成 | 《ANSYS電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計仿真解決方案》現(xiàn)已開放領(lǐng)取
IGBT應(yīng)用及封裝設(shè)計
· IGBT特征化建模和開關(guān)特性測試
· IGBT寄生參數(shù)提取及系統(tǒng)性能分析
· IGBT電磁性能分析和傳導(dǎo)路徑優(yōu)化
· IGBT多物理場耦合特性分析
· IGBT熱模型提取及系統(tǒng)性能分析
· IGBT輻射干擾分析
2. 驅(qū)動/控制系統(tǒng)設(shè)計
3. 永磁同步電機(jī)降階模型抽取
· 永磁同步電機(jī)降階模型原理
· ECE模型提取流程（以永磁同步電機(jī)PMSM為例）
· IPM電機(jī)ECE模型抽取
· 矢量控制算法仿真（Clark、Park、SVPWM）
4. 控制代碼自動生成
· 功能原理
· 模塊構(gòu)成
----SCADE Suite Advanced Modeler（高級建模器）
----SCADE Suite MTC（模型覆蓋率分析）
----SCADE Suite KCG（代碼生成器）
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· 應(yīng)用方案技術(shù)指標(biāo)
· 應(yīng)用方案特點
5. 電驅(qū)動系統(tǒng)集成化設(shè)計
6. 電驅(qū)動系統(tǒng)EMI/EMC
· 重要性
· 技術(shù)難題
· ANSYS解決方案
· ANSYS解決方案的典型應(yīng)用
----線纜選型和寄生參數(shù)提取
----線纜電磁輻射分析與布局優(yōu)化
----電磁設(shè)備傳導(dǎo)及輻射特性分析
----PCB控制板的電磁干擾分析
----機(jī)箱機(jī)柜屏蔽效能分析
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----系統(tǒng)設(shè)備布局和電磁隔離度分析
7. 電驅(qū)動系統(tǒng)熱設(shè)計
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永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)仿真 附電力電子、電機(jī)控制系統(tǒng)的建模和仿真下載
下載地址：電力電子、電機(jī)控制系統(tǒng)的建模和仿真
電機(jī)振動噪聲建模分析：基于Motor-CAD的永磁同步電機(jī)E-NVH仿真分析（單一工況點噪聲）
目前，新能源汽車電機(jī)的噪聲問題變得越來越突出，電機(jī)的電磁振動噪聲是設(shè)計人員研究的熱點問題，而電磁振動噪聲的激勵源電磁力波至關(guān)重要。本文基于Motor-CAD對永磁同步電機(jī)進(jìn)行電磁振動噪聲（E-NVH）仿真分析，為永磁同步電機(jī)的E-NVH分析提供理論依據(jù)，并為永磁同步電機(jī)的E-NVH提供優(yōu)化途徑。
Motor-CAD是全球領(lǐng)先的新能源汽車電機(jī)選型分析及設(shè)計軟件，用于新能源汽車電機(jī)的選型匹配，優(yōu)化設(shè)計，競品分析，拆解分析等。開發(fā)至今，已被全球主要的整車生產(chǎn)企業(yè)、電機(jī)生產(chǎn)商、科研機(jī)構(gòu)及高校等廣泛使用。
Motor-CAD集成化軟件包，可在選型、設(shè)計階段高效地對電機(jī)進(jìn)行電磁和熱性能測試；軟件包括：電磁（EMag）、熱（Therm）、機(jī)械模塊（Mechanical）和虛擬實驗室（Lab）四個模塊，可在幾分鐘內(nèi)精確評估電磁、熱和電磁振動噪聲特性。
本例以一臺48S8P永磁同步電機(jī)為例，對電機(jī)的電磁噪聲進(jìn)行仿真分析。通過Motor-CAD中的Mechanical模塊對電機(jī)E-NVH進(jìn)行仿真分析，為后續(xù)的降噪方案提供思路。下圖所示電機(jī)的Motor-CAD模型圖，內(nèi)置式永磁同步電機(jī)，具體的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)置在此不再贅述。
展開 Simulink中4種電機(jī)建模方式
無外乎兩種：電機(jī)和電磁閥，其實歸根到底是對電磁力的控制。
在汽車上，發(fā)動機(jī)噴油嘴、變速箱離合器閥體、ESC閥體等，都是電磁閥應(yīng)用的代表，驅(qū)動電機(jī)、EPS助力電機(jī)、Ibooster電機(jī)等，都是電機(jī)應(yīng)用的代表。
電機(jī)，作為一個被廣泛使用的被控對象，很有必要對其特性進(jìn)行研究，最好的辦法莫過于搭建電機(jī)模型。今天，我們將在Simulink環(huán)境下，采用微分方程、傳遞函數(shù)、狀態(tài)方程、Simscape等4種不同的方式搭建電機(jī)模型，幫助大家對Simulink建模方式以及電機(jī)特性都能有一個更深的認(rèn)識。
這里選擇之前多次用到的直流電機(jī)模型，一是簡單方便，二是具有代表性，因為所有的電機(jī)都可以簡化為直流電機(jī)進(jìn)行控制。
01
微分方程建模
微分方程建模，就是利用基本的動力學(xué)、電磁學(xué)、熱力學(xué)等物理學(xué)關(guān)系，直接使用基礎(chǔ)的Simulink模塊完成建模。
展開 worbench電機(jī)建模
worbench電機(jī)建模
SimDriveline_車輛建模實例_電機(jī)驅(qū)動車輛模型
SimDriveline_車輛建模實例_電機(jī)驅(qū)動車輛模型
基于Simulink的永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的建模與仿真
4.5、電動機(jī)模塊
在Simulink中對永磁同步電機(jī)進(jìn)行仿真建模通常采用以下幾種方法：
（1）在Simulink中內(nèi)部提供的PMSM模型，它包含在電力系統(tǒng)庫的電動機(jī)庫中。這種方法簡單，方便，適于快速創(chuàng)建永磁同步電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，但由于模型已經(jīng)封裝好，不能隨意修改，同時也不方便研究PMWM內(nèi)部的建模方法。
（2）使用SimulinkLibrary庫里已有的分離模塊進(jìn)行組合搭建電機(jī)模型，該方法思路清晰、簡單、直觀，但需要較多的模塊，連線較多且不利于差錯，尤其是復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型。因此，本方法適用于簡單的、小規(guī)模系統(tǒng)的仿真系統(tǒng)建模。
5、仿真結(jié)果與分析
輸出矩陣：
輸出三相電流：
輸出角速度信號：
輸出id，iq：
由仿真結(jié)果可以看出，在起動過程中，電動機(jī)轉(zhuǎn)矩上升到最大值以后保持在限幅值，此過程中電動機(jī)的轉(zhuǎn)速迅速上升。加速結(jié)束后，電動機(jī)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)運(yùn)行，電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩平衡。電氣傳動系統(tǒng)的響應(yīng)很快，這是因為控制系統(tǒng)中的電流閉環(huán)控制響應(yīng)比較快，動態(tài)性能好。
展開 今晚 | ANSYS官方永磁同步電機(jī)電機(jī)的降階模型抽取和矢量控制電路仿真直播
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)計方法設(shè)計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)計的難度，同時減小最終整個機(jī)電系統(tǒng)的NVH。
在電機(jī)型號確定后，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。用戶先采用ANSYS有限元軟件，設(shè)計出性能優(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)初期就可以對電機(jī)本體和控制系統(tǒng)作出有效評估。
對于只設(shè)計電機(jī)控制系統(tǒng)的用戶，也可以向其電機(jī)供應(yīng)商索取與實際電機(jī)對應(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，而不會泄露供應(yīng)商實際的電機(jī)設(shè)計參數(shù)，在有效保護(hù)各方知識產(chǎn)權(quán)的同時，又促進(jìn)了電機(jī)設(shè)計生產(chǎn)廠家和控制器設(shè)計生產(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 
ANSYS永磁同步電機(jī)電機(jī)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(wǎng)絡(luò)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(yè)熱點解決方案，ANSYS將與各位深入探討行業(yè)熱點趨勢，諸如無人駕駛、PCB結(jié)構(gòu)可靠性、天線設(shè)計、數(shù)字孿生等等。
在此系列網(wǎng)絡(luò)研討會結(jié)束后，ANSYS將官方抽取1名幸運(yùn)者，TA將獲得華為最新發(fā)布的Mate 30 1臺！
本期研討會：《永磁同步電機(jī)電機(jī)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(jī)電機(jī)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(jī)設(shè)計單位
電機(jī)控制器設(shè)計單位
新能源汽車研發(fā)部門
變頻器研發(fā)部門等行業(yè)人士
講師簡介
楊俐輝
ANSYS機(jī)電系統(tǒng)仿真軟件專家，對電機(jī)本體及其控制系統(tǒng)、開關(guān)電源、機(jī)電系統(tǒng)的電磁兼容有豐富的實際項目實施和仿真經(jīng)驗。現(xiàn)任ANSYS中國機(jī)電產(chǎn)品線資深工程師，負(fù)責(zé)機(jī)電產(chǎn)品線的方案推廣和項目咨詢工作，對ANSYS機(jī)電產(chǎn)品及平臺方案等有全面的了解和經(jīng)驗。
課程簡介
隨著新能源汽車行業(yè)、高性能工業(yè)伺服系統(tǒng)的發(fā)展，電機(jī)本體設(shè)計和其控制系統(tǒng)的關(guān)系日趨緊密。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)計方法設(shè)計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)計的難度，同時減小最終整個機(jī)電系統(tǒng)的NVH。
展開 SimDriveline_車輛建模實例_建立PWM電機(jī)驅(qū)動
SimDriveline_車輛建模實例_建立PWM電機(jī)驅(qū)動
永磁同步電機(jī)、NVH、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、幾何參數(shù)化建模...
JMAG幾何參數(shù)化建模系列研討會
時間：7月23日/7月28日 19:30
培訓(xùn)內(nèi)容：
1.JMAG建模方式
2.外部導(dǎo)入幾何
3.幾何編輯器介紹
4.JMAG-Express及變壓器編輯器導(dǎo)入
點擊報名：https://www.yqgqt.org.cn/live/10771
電機(jī)振動噪聲建模分析：基于導(dǎo)入DXF轉(zhuǎn)子模型導(dǎo)入MANATEE的振動噪聲仿真分析
為避免錯誤，我們強(qiáng)烈建議您使用：
Input.Simu.is_slidingBand = 1 ; % (advanced) 1 to use the airgap sliding band in FEMM simulation to reduce meshing noise.
03
實例求解
本文以一臺48S8P電機(jī)為例進(jìn)行求解，在用MANATEE之前必須添加一些的程序。
下圖所示為通過MANATEE自身建模模型和用戶自定義建模模型：
MANATEE自身建模模型和用戶自定義建模模型
下面將兩者的結(jié)果進(jìn)行對比：
MANATEE建模
用戶自定義建模
MANATEE建模
用戶自定義建模
MANATEE建模
用戶自定義建模
通過上述比較可以看出電機(jī)兩種建模方式的結(jié)果有比較接近，但仍然有差異，用戶自定義建模更接近電機(jī)的真實尺寸。
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