ansys在電機的案例
ANSYS 電機設計專欄
ANSYS 電機設計專欄
電機設計是一個復雜的多物理場問題，它涉及到電磁、結構、流體、溫度和控制等多個領域。隨著新材料、新工藝以及各種電機新技術的發(fā)展，電機設計的要求越來越苛刻，精度要求也越來越高，傳統(tǒng)的設計方法和手段已經不能滿足現(xiàn)代電機設計的要求，必須借助于現(xiàn)代仿真技術才能解決各種設計難題。
針對電機永磁化、高速化、無刷化、數(shù)字化、集成化、智能化、高效節(jié)能化的發(fā)展趨勢和相關技術挑戰(zhàn)，ANSYS能提供集成化設計解決方案和流程，高效實現(xiàn)電機從磁路法到有限元、從部件到系統(tǒng)、從電磁到多物理場耦合的多領域、多層次、集成化電機及驅動/控制系統(tǒng)設計。
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
性能優(yōu)異的電機是電機及其控制系統(tǒng)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(fā)熱，提高電機的壽命，提高整個電機機電系統(tǒng)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(tǒng)的NVH。
在電機型號確定后，性能優(yōu)異的電機控制器將最大限度地發(fā)揮電機的效能。比如：
相對SPWM，采用SVPWM調制方法可以減小逆變器的開關損耗、提高母線電壓利用率；
采用單位電流最大轉矩控制方法（MTPA）,將在不增加逆變器容量的情況下，使電機輸出最大的轉矩。
ANSYS提供使用方便、高精度的電機本體及其控制系統(tǒng)開發(fā)仿真平臺。用戶先采用ANSYS有限元軟件，設計出性能優(yōu)異的電機本體，然后采用ANSYS特有的電機降階模型抽取方法，基于有限元精確仿真的結果，提取出高精度的電機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)與電機本體的最佳匹配，在開發(fā)初期就可以對電機本體和控制系統(tǒng)作出有效評估。
對于只設計電機控制系統(tǒng)的用戶，也可以向其電機供應商索取與實際電機對應高精度的電機ECE模型，進行控制算法的仿真和優(yōu)化。電機ECE模型只高精度體現(xiàn)電機外部特性，而不會泄露供應商實際的電機設計參數(shù)，在有效保護各方知識產權的同時，又促進了電機設計生產廠家和控制器設計生產廠家的高效合作。
主要內容綱要如下：
1. ANSYS電機本體及其控制系統(tǒng)仿真平臺介紹
2. ANSYS永磁同步電機電機的降階模型抽取方法
3.
展開 ANSYS 電機設計專欄發(fā)布
為了推廣仿真工程理念，服務中國電機設計人員，ANSYS推出電機設計專欄，提供超過200多份 ANSYS集成化電機設計解決方案的相關技術資料。
專欄地址：http://www.ansys.com/zh_cn/em
此次專欄共包含三個主題：
電機本體設計
● 電磁設計● 結構設計● 熱設計● 多物理場耦合設計
電驅動系統(tǒng)
● IGBT應用及封裝設計● 控制代碼自動生成● 集成化系統(tǒng)設計● 電磁、熱、結構設計●EMI/EMC
定制化開發(fā)
● 電機設計工具包● 電機等效短路模型提取● 永磁體溫度退磁參數(shù)提取● 電纜寄生參數(shù)提取● 電機設計導航● 電機設計平臺
每個專欄涉及資料包括：應用文檔、培訓資料、培訓視頻和常見問題解答。提供了從電機本體到驅動電路、從電磁場到多物理場耦合，高效實現(xiàn)電機從磁路法到有限元、從部件到系統(tǒng)、從單場到多物理場耦合的多領域、多層次、集成化電機及驅動/控制系統(tǒng)設計。
關于ANSYS, Inc.
ANSYS通過快速、準確、可靠的工程仿真技術幫助客戶掌握和理解最為復雜的設計難題。我們的技術能夠讓各個行業(yè)的機構準確預測產品在現(xiàn)實中的真實性能。客戶相信我們提供的創(chuàng)新軟件能夠幫助他們確保產品的完整性并實現(xiàn)商業(yè)價值。ANSYS成立于1970年，目前雇員人數(shù)超過2,700人，其中大多數(shù)具有工程專業(yè)背景，例如有限元分析、計算流體動力學、電子和電磁、設計優(yōu)化。ANSYS總部設在美國匹茲堡南部，在世界各地設立的戰(zhàn)略銷售部門超過75個，渠道合作伙伴網絡遍及40多個國家。欲了解更多詳情，敬請訪問www.ansys.com.cn。
ANSYS在主要社交媒體上也保持積極宣傳態(tài)勢。在中國，敬請關注ANSYS新浪微博：@ANSYS中國。ANSYS官方微信公眾號：ansys-china。
展開 基于ANSYS的界面化電機磁場分析程序設計.pdf
摘要：介紹了基于ANSYS二次開發(fā)語言UIDL與APDL相結合開發(fā)界面化電機磁場分析程序的過程。程序
實現(xiàn)界面化后使用方便，整個分析過程用戶不用修改源代碼，僅需按照電機結構輸入物理參數(shù)和分析需要的控制
參數(shù)。該程序適用于大多數(shù)常規(guī)結構的凸極同步電機，因此對于并未掌握ANSYS的電機分析者，通過該程序即可
實現(xiàn)電機磁場的空載、負載以及諧波計算分析。通過對多臺不同結構的凸極同步電機進行計算比較，證明了該程
序結構合理，計算速度高，結果準確，通用性強。
基于ANSYS的界面化電機磁場分析程序設計.pdf
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(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結構可靠性、天線設計、數(shù)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(fā)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(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機電系統(tǒng)仿真軟件專家，對電機本體及其控制系統(tǒng)、開關電源、機電系統(tǒng)的電磁兼容有豐富的實際項目實施和仿真經驗。現(xiàn)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(yè)、高性能工業(yè)伺服系統(tǒng)的發(fā)展，電機本體設計和其控制系統(tǒng)的關系日趨緊密。性能優(yōu)異的電機是電機及其控制系統(tǒng)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(fā)熱，提高電機的壽命，提高整個電機機電系統(tǒng)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(tǒng)的NVH。
展開 9/24 Ansys全新電機設計解決方案
電機設計是一個復雜的多物理場問題，它涉及到電磁、結構、流體、溫度和控制等多個領域，必須借助于現(xiàn)代仿真技術才能解決各種設計難題。 針對電機永磁化、高速化、無刷化、數(shù)字化、集成化、智能化、高效節(jié)能化的發(fā)展趨勢和相關技術挑戰(zhàn)，Ansys能提供集成化設計解決方案和流程，高效實現(xiàn)電機從磁路法到有限元、從部件到系統(tǒng)、從電磁到多物理場耦合的多領域、多層次、集成化電機及驅動/控制系統(tǒng)設計。
本場研討會將分享Ansys全新的電機設計解決方案。
基于ansys的電機轉子的動力學分析
基于ansys的電機轉子的動力學分析
此文使用BEAM188單元模擬轉子的軸，使用MASS21單元模擬轉子，使用COMBI模擬軸承建立了電子轉子的有限元模型，并且進行了諧響應分析找出了兩個共振點分別是162Hz和240Hz，得出ansys可以很好的解決轉子動力學問題。
文章地址：http://www.docin.com/p-54444168.html#
ANSYS全國電機設計仿真大賽優(yōu)秀作品展示
ANSYS全國電機設計仿真大賽由ANSYS中國組織，面向所有公司、工作室、團隊、個人及在校學生的一項電機設計仿真大賽。目的在于推動我國科研院所、電力電子類公司及高等院校的在電機設計領域的改革與創(chuàng)新，培養(yǎng)我國電力電子類人才實踐創(chuàng)新意識與基本能力，以仿真驅動產品研發(fā)，帶動我國電機行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。
此次大賽經過報名、培訓、審核、仿真設計以及評選，歷經6個月，讓ANSYS愛好者有機會親自試用ANSYS 16.0 最新版本各項新功能，所有參賽者免費享有ANSYS培訓。2015年4月，在收集的近百篇作品中，我們精挑細選出20篇， 評選出四組得獎者，其中包括多物理場、場路協(xié)同以及定制化方面的各項優(yōu)秀設計。這項大賽不僅展現(xiàn)了最為復雜的工程挑戰(zhàn)，也體現(xiàn)了仿真驅動產品研發(fā)所帶來的電機行業(yè)的創(chuàng)新和進步。
以下為獲獎作品展示和下載:http://www.ansys.com/zh-cn/other/zh-cn/em/2014competition#
展開 Ansys電機及其控制系統(tǒng)解決方案
電機設計問題
新的電機設計流程
高效的電機電磁自動化仿真分析流程
Ansys新的電機多學科仿真設計平臺
Ansys Motor-CAD電機多學科概念設計
Ansys Motor-CAD
Motor-CAD Therm
? 基于熱網絡和電機模板
? 具有20多年內置經驗的電機熱分析工具
? 穩(wěn)態(tài)溫升+瞬態(tài)溫升
? 幾秒鐘完成溫度計算
? 分析熱傳導路徑并改善散熱設計
? 設計空間探索，優(yōu)選方案
? 自動生成熱和流體網絡
? 包括徑向和軸向傳熱的三維網絡
? 槽截面的細節(jié)可視化和計算
? 所有計算的背后都是CFD, FEA 以及經驗的累積
? 集成多種常用冷卻方式
? 電機的溫度模型建立，非常具有挑戰(zhàn)性，因為很多參數(shù)會受到制造因素的影響。
? 影響溫升的幾個典型因素：定子和機殼是否接觸良好；繞組浸漆和灌封是否完好。
? 軟件中內置了經驗數(shù)據(jù)，幫助用戶選擇合適的值。
Motor-CAD EMag
? 大量參數(shù)化設計模板和幾何模型
? 結合2D有限元和解析法
? 計算轉矩、功率、損耗、電壓、電流、電感、磁通、電磁力等參數(shù)
? 自動設置不同性能和工況計算。
展開 基于Ansys平臺的電機NVH仿真分析流程
電機NVH是指電機在運行過程中對外表現(xiàn)出的噪聲、振動與聲振粗糙度（Noise、Vibration、Harshness），其主要包括三個來源，即電磁噪聲、機械噪聲和空氣動力噪聲，在這三類噪聲中，電磁噪聲的頻率相對來說處于高頻段，尤其是與驅動器開關頻率相關的電磁噪聲的頻率剛好處于人耳最敏感的噪聲頻率區(qū)間，其幅值基本上決定了電機NVH的整體指標，同時相較于其他兩類噪聲，電磁噪聲更容易通過電機電磁和機械結構的優(yōu)化設計進行有效的抑制，因此電機電磁振動噪聲是我們重點關注的對象。
由于電機NVH問題的相關理論復雜，同時涉及電磁/結構/聲學多學科，是典型的多物理場耦合問題，其仿真分析具有一定難度。4月21日，【Ansys 電機NVH仿真分析流程介紹】網絡研討會即將開播，將介紹如何利用Ansys 2020 R1，在有限元環(huán)境下，精確分析電機的振動噪聲：利用Maxwell2D/3D快速仿真電機在多轉速下定/轉子表面的頻域電磁力并無縫鏈接到Workbench平臺Harmonic Response模塊進行多轉速諧響應分析，得到電機的ERP Level Waterfall圖，用于分析電機在各轉速下的諧振情況；同時多轉速諧響應分析結果也可傳遞到Harmonic Acoustics模塊進行Sound Power Level Waterfall的分析，用于進一步對電機噪聲水平進行評估。歡迎報名參加！
點擊報名：
http://event.31huiyi.com/1844160010/index?c=jishulink
本文將以典型的8極48槽內置式永磁電機為例，詳細介紹在Ansys平臺下電機NVH仿真分析的流程，希望對各位工程師有所幫助。
展開 案例教學 | ANSYS電機ECE模型抽取方法
在電機設計過程中，通常需將電機與控制系統(tǒng)進行矢量控制算法聯(lián)合仿真，以更準確評估控制算法的穩(wěn)健性和準確性。控制系統(tǒng)聯(lián)合仿真過程中，由于控制器開關頻率高，仿真步長通常為微秒級別，計算調速、啟動等工況時往往需要計算上百萬個時間步長，如果直接將有限元模型直接與控制系統(tǒng)進行聯(lián)合仿真，需要計算幾天時間，不利于產品研發(fā)與優(yōu)化。
Ansys支持電機降階模型抽取，通過對電機有限元結果進行降階抽取，等效抽取的結果是基于有限元計算得到的數(shù)據(jù)表，在控制系統(tǒng)聯(lián)合仿真過程中只需通過查表得方法就能得到電機得性能，因此將抽取后的結果應用到系統(tǒng)仿真中，既保證了精度也提高了速度。
以永磁電機為例，在Maxwell有限元場計算中，有限元模型對電流和轉子位置角掃描，掃描后得到的有限元結果通過降階模型保存在數(shù)據(jù)表中形成ECE模型，可將ECE模型直接在Simplorer(Twin-Builder)進行分析計算，也可以將ECE模型送到控制當中進行高級控制系統(tǒng)仿真。由于抽取的ECE結果是基于有限元計算得到的，因此ECE結果精度非常高，與有限元結果幾乎一樣。
圖 1 控制器與有限元電機模型聯(lián)合仿真
圖 2 控制器與ECE模型聯(lián)合仿真
圖 3 ECE與有限元力矩對比
圖 4 ECE與有限元繞組電流對比
在電機ECE模型抽取過程中，需要將三相繞組的激勵方式改成外電路。該步驟只是用于ECE模型抽取，與電機實際需不需要設置外電路無關。同時外電路只需要包含三個元件，分別是，三相繞組電流掃描元件ECE3、轉子位置角度掃描原件ECER及Ground。
圖 5 三相永磁電機ECE抽取所需元件
ECE3為三相繞組電流掃描，設置如下圖。
展開 
ANSYS x CYBERNET Maxwell應用于車用電機實務設計分析研討會
車用電機的設計有別于傳統(tǒng)電機設計，并非單一轉速與扭矩的動力特性表現(xiàn)，而是廣速域、變動扭矩操作的綜合特性表現(xiàn)設計。除了輸出特性的追求，高效率、高功率密度、低成本更是電動動力馬達的重要指標，因此，利用有限元素分析軟件輔助電機設計，在制造前分析其扭矩、效率、電感、損耗等，進行優(yōu)化設計、預估弱磁特性、磁鐵退磁特性、溫度與應力對電磁特性的影響等，已是電機設計的必要流程。
本活動講師陣容包括ANSYS原廠電機系統(tǒng)專家、曾任職于工研院車輛組之馬達電機專家藍亦維、ANSYS公司低頻產品高級應用工程師譚洪濤等資深專業(yè)講師，主題涵蓋車用電機的發(fā)展趨勢與需求、電機有限元素的設計分析流程，以及系統(tǒng)整合設計分析方案等，可讓設計者了解完整車用電機設計流程以及更快速使用ANSYS軟件高效率地設計車用馬達。
會議信息
費用：免費
日期：2019年8月29日 9:30-15:30
地點：永新廣場16樓，上海市黃浦區(qū)南京西路128號
演講技術專家
譚洪濤 ANSYS公司低頻產品高級應用工程師
電機與電器專業(yè)碩士畢業(yè)，畢業(yè)后從事電機設計工作，后于2007底加入ANSOFT中國，2008年隨ANSOFT公司并入ANSYS公司，擔任技術工程師至今，負責ANSYS機電產品的的售前和售后技術支持、市場推廣等。
藍亦維 馬達電機專家 CYBERNET SYSTEMS CO.,LTD.
曾任工研院機械所智能車輛組電能系統(tǒng)部副經理，進行電機產品開發(fā)與計劃管理；及電磁、結構、熱傳軟件應用分析團隊管理。專職于電磁分析、電機設計、車用動力系統(tǒng)開發(fā)、計劃與部門管理等。
展開 ANSYS新型永磁電機電磁、振動、噪音耦合分析高級培訓班
課程介紹：
電機的振動和噪聲研究十分復雜，它涉及了電磁、能量轉換、機械振動、特殊物理聲學、電子學和數(shù)學等許多學科。電機噪聲主要包括電磁噪聲、和機械噪聲，產生機理復雜，是電機研發(fā)中的關鍵技術。
永磁電機是電機行業(yè)未來的一大發(fā)展趨勢，且隨著新能源汽車、軌道車輛、風能發(fā)電等工業(yè)領域的迅速發(fā)展，永磁電機的功率越來越大，轉速越來越高，在實現(xiàn)功率密度越來越高的同時，電機研發(fā)工程師需要同時關注電機電磁、熱、振動、噪聲等多場耦合問題。
ANSYS針對永磁電機提供了多場耦合的集成化設計解決方案， 可以快速實現(xiàn)電機電磁優(yōu)化設計、定制化電機性能分析、多場耦合分析等，可以對電機電磁噪聲問題進行預測，使電機研發(fā)工程師能在電機設計階段評估和優(yōu)化電機結構，減少由電磁力引起的噪聲超標，避免因為噪聲問題影響產品性能。
本次培訓主要針對工業(yè)電機中常見的電磁噪聲、機械振動噪聲問題進行相關培訓，為提升相關科技工作者的技術水平，普及ANSYS軟件高級功能。因此，ANSYS公司特開辦“ANSYS新型永磁電機電磁、振動、噪音耦合分析高級培訓班”。
培訓合格者發(fā)放ANSYS技術培訓認證證書。
展開 Ansys官方2020電機專題系列網絡研討會
本次網絡研討會將介紹如何利用Ansys 2020 R1，在有限元環(huán)境下，精確分析電機的振動噪聲：利用Maxwell2D/3D快速仿真電機在多轉速下定/轉子表面的頻域電磁力并無縫鏈接到Workbench平臺Harmonic Response模塊進行多轉速諧響應分析，得到電機的ERP Level Waterfall圖，用于分析電機在各轉速下的諧振情況；同時多轉速諧響應分析結果也可傳遞到Harmonic Acoustics模塊進行Sound Power Level Waterfall的分析，用于進一步對電機噪聲水平進行評估。
課程對象
電機設計工程師，電機NVH仿真工程師
培訓時間
4月21日16:00—17:00
主講講師簡介
王楊
Ansys低頻電磁技術工程師。2013年畢業(yè)于沈陽工業(yè)大學電機與電器專業(yè)，后長期從事電機研發(fā)、設計等工作。2019年加入Ansys中國，負責Ansys低頻電磁仿真軟件在機電領域的技術支持、項目咨詢、培訓等工作，對Ansys低頻電磁產品有深入了解，擁有豐富的電機設計工程經驗。
費用：免費
點擊圖片或點擊報名鏈接報名http://event.31huiyi.com/1844160010/index?c=jishulink
（四）Ansys 基于聯(lián)合仿真的電機聲品質解決方案
培訓內容
電動傳動系統(tǒng)噪聲成作為新能源汽車內部的最大噪聲源一直備受關注，其中由于電機噪音與傳統(tǒng)內燃機噪音截然不同的聲音特征，也讓傳統(tǒng)的NVH分析工具在面對電機的聲品質問題時顯得力不能及。
Ansys VRXPERIENCE Sound聯(lián)合多物理場仿真工具，協(xié)助用戶在電機及電動車從早期設計和驗證階段開始就能準確的評價和優(yōu)化電機的NVH特性，為其提供一個高效多維度的電機聲品質設計及驗證解決方案。
展開 白皮書 | Ansys電機NVH仿真解決方案
Ansys NVH解決方案
針對NVH的Ansys多物理場分析包括四個部分。首先，通過電機的電磁仿真，確定與電機性能有關的徑向力、切向力和軸向力。然后，結構仿真將力耦合到電機外殼中。再次，生成輻射振動噪聲結果。最后，將聲學結果轉化成聲音文件還原。該多物理場方法，從總體上反映了電機的電磁、結構和聲學性能。為電機建立了完整的聲學模型后，電氣和機械工程師就可以修改設計，在滿足電磁性能要求的同時降低NVH。
該多物理場解決方案，包括了電機本體產生的電磁力、結構振動和諧響應以及輻射振動噪聲。解決方案整合了電磁、結構和聲學工程，助力工程師全面優(yōu)化電動汽車的NVH表現(xiàn)。
電機最重要的NVH現(xiàn)象是電磁力產生的嘯叫噪聲。使用Ansys Maxwell可計算出電機單個轉速和多個轉速下的電磁力，電磁力的計算結果可以傳遞到Ansys Mechanical，從而仿真電機模態(tài)和諧響應情況。這為空氣聲傳播和ERP的建模提供了途徑，并展示了結構因素在動力系統(tǒng)聲音中的作用。聲學仿真輸出的是噪聲的頻譜響應，可在Ansys VRXPERIENCE Sound中生成聲音的瀑布圖，通過分析和聆聽聲音來了解電機的聲學特征。
電機電磁噪聲仿真結合了電磁分析和機械分析兩者的分析結果。循序漸進的NVH分析步驟，可以提供準確的電磁激勵聲學噪聲，從聲學角度評估電機的總體性能。此外，工程師還可以通過添加寄生空氣噪聲和機械噪聲，開展綜合全面的聲學分析。這樣的多物理場解決方案，在整個研發(fā)電動傳動系統(tǒng)的過程中都能發(fā)揮重要作用。
Ansys Maxwell-優(yōu)化NVH的關鍵
Ansys Maxwell讓工程師能夠創(chuàng)建并測試各類電機的數(shù)字化原型。一般來說，電機的幾何結構十分復雜，但通過Ansys Maxwell進行電機設計卻很容易。
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