ansys電機效率的案例
HBK數字算法助力繪制電動汽車電機效率圖
這樣一來，只需幾分鐘就能完成一張具有300個唯一條件的效率圖。繪制一張包含50,000個場景的效率圖大約需要10個小時，而傳統的方法可能需要10個工作日或更長時間。
實時機械和電氣測量
Charged：
在效率圖測試中，您具體測量的是什么？
Marks：我們測量DC總線電壓和電流、逆變器電壓和電流、逆變器輸入功率和逆變器輸出功率。逆變器連接到電機，因此我們測量電機的扭矩和速度輸出。一旦知道輸入電機的電功率和從電機輸出的機械功率后，我們就能確定電機的效率。如果是變速箱，我們可以測量機械功率輸出，并計算效率。這些測試與溫度緊密相關，因為變熱的機器會損耗更多的能量，效率也會隨之降低。因此，工程師們力求將機器保持在極其嚴格的溫度范圍內。
HBK設計的eDrive產品可以同時測量所有機械和電氣值——扭矩、速度、溫度、電壓、電流等。這些測量值，以及動力系統控制系統的數據，均被即時存儲。后處理分析將實際數量與控制器正在“思考”或估計的值進行比較，便于工程師設計和優化控制系統。
三張效率圖，一個顯示屏
我們將電池、逆變器和電機放在測功機上，輸入多個設定值，從而確定動力系統全范圍內的扭矩和速度。接下來，我們針對每種情況，測量電池功率、逆變器功率和電機的機械功率輸出，以確定逆變器效率和電機效率。這樣一來，我們便得到一張效率圖，其中，速度設為X軸，扭矩設為Y軸。我們想弄清楚最有效的點在哪里，以便使動力系統大部分時間內都運行在最有效的點。
然后工程師將使用這些數據來優化動力系統，以及定義車輛的駕駛模式參數。例如，他們可以看著效率圖說，“好吧，在環境溫度為20℃的無約束模式下，我的電池充電狀態是這樣的。我可以自由自在地駕駛。”
展開 工藝對電機效率的影響——退火
小功率電機定、轉子銅耗之和占電機總損耗的絕大部分，鐵耗所占比例較少，因此所增加的損耗對小電機影響較小，而對大功率電機影響較大。
第五部分 退火對電機性能的影響退火的作用：
1) 消除鋼板在沖剪過程中產生的應力
2）使硅鋼片的變形組織經過再結晶退火
3)促使晶粒發生回復→再結晶→長大的變化過程
4)降低鋼中碳的質量分數 ( 最好在 0.003 % 以下 )
基于以上作用，退火后的硅鋼片損耗降低、磁感應強度提高。硅鋼片的損耗降低即減小了電機的鐵損，提升電機效率。磁感應強度提高之后，相同的磁場需要更小的勵磁電流，促使功率因數提高，在一定程度上亦降低了銅耗，提高了電機效率。
展開 米思米直線電機模組：重塑工業自動化的效率標桿
米思米，作為精密自動化零部件領域的佼佼者，正以其標志性的“標準化二次革命”引領市場風向，而直線電機模組（https://www.misumi.com.cn/zxdjmz/ ）作為此次革命的明星產品，正以其前所未有的優勢，為眾多企業帶來了更省采購成本、更省設計時間、更高生產率的全面升級體驗。
直線電機模組
https://www.misumi.com.cn/zxdjmz/
1、 成本優化，重塑價值新高度
在成本控制日益成為企業核心競爭力的今天，米思米直線電機模組以其一體化的精巧設計，徹底顛覆了傳統絲杠模組的采購模式。傳統絲杠模組，由滾珠絲杠、軸承座、聯軸器、電機支架及伺服電機等多個部件組成，不僅采購流程復雜，還需逐一比價，成本高昂。而米思米直線電機模組，將這一切化繁為簡，一體化設計不僅減少了部件間的裝配誤差，更將采購成本直接降低了69%，從傳統的4,580元起降至僅需1,407元起，為企業節省了大量資金，讓每一分投入都更加物超所值。
2、 效率飛躍，設計調試新速度
時間就是金錢，效率決定未來。米思米深刻洞察到這一點，因此為直線電機模組配備了全新的算法選型工具。這一創新工具能夠在最短的時間內，根據用戶需求精準匹配最合適的模組型號，最快僅需1分鐘即可完成選型，相比傳統模式下長達120分鐘的選型設計與50分鐘以上的多部件組裝調試，時間節省高達78%。這不僅極大縮短了產品上市周期，更為企業贏得了寶貴的市場先機。
3、 性能卓越，生產效率新紀元
米思米直線電機模組不僅在成本與設計上實現了突破，更在性能上樹立了新的標桿。
展開 電機測試 | 扭矩波動對效率功率結果的影響
<h2><strong>電動機結構 - 扭矩波動來源</strong></h2><p>電機系統的特性會影響扭矩波動，其中包括電機的相數、電機的激勵頻率以及電機繞組的結構。在這些特性的綜合作用下會形成切向力，繼而產生扭矩波動和徑向力，引發定子噪聲。</p><p><br></p><p>電機的基礎激勵頻率有多種定義（包括扭矩和徑向力）。以下是常用等式：</p><p class="ql-align-center"><strong>Fex(Hz) = pN/60</strong></p><p>其中p為極對數，N為轉速。在另一種定義中，p為極數而非極對數。</p><p class="ql-align-center"><img src="https://mmbiz.qpic.cn/sz_mmbiz_jpg/0dOps7rIddrwJJQTERO0DIDX8zEYMaic5gQAEHta8ujr1fcnAaiaJwEyuuZYLIbwDNGnecGNY1L9GhzQlic5dfasA/640?wx_fmt=jpeg&from=appmsg"></p><p class="ql-align-center"><em>圖6 同步電動機運行的FFT顏色圖</em></p><p class="ql-align-center"><br></p><p>圖6展示的是某系統中的扭矩波動示例，該系統由帶10個極對的簡單同步電機系統構成。在該系統中，轉子為強磁鐵，電機定子為金屬鐵，二者由微小氣隙隔開。徑向力和相對較小的切向力會引發定子振動和電機扭矩波動，而且隨著負載增大振動和扭矩波動會加劇。在本示例中基波頻率是在數據中能夠觀察到的、最明顯的是力函數，另外還可以觀察到其他幾個階次。這些階次是由于系統中的幾何結構和機械性、磁性和電流存在缺陷而產生的。
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MATLAB驅動電機效率MAP云圖及外特性曲線繪制 ￥15
新能源汽車整車動力性經濟性仿真都需要用到驅動電機的效率數據，不管是仿真數據還是測試數據，都會有效率MAP的Excel表，多數時候，需要將表格數據進行可視化的展示。特將自己用MATLAB編寫的m程序文件分享，便于需要的小伙伴工作和學習需要。該m程序文件，可以根據效率MAP的Excel表格，直接導入數據，運行生產如下效率云圖，包括扭矩和功率外特性曲線；扭矩效率云圖。
附件包含一個案例電機的Excel效率MAP和MATLAB程序m文件。
基于模型開發（MBD）的電機效率圖有限元仿真分析
1 基于模型的開發和效率圖
在MBD中，無需等待真實樣機制造完成就可以評估電機的特性。電機效率圖是電機驅動系統開發中的重要評價項目之一。因此，有必要利用有限元仿真獲得高精度的電機效率圖。
但是，如果我們談論效率圖評估，則根據開發階段的不同，效率圖的準確性和計算時間成本也會有所不同。在這里，我們考慮以下兩個階段的效率圖評估：
概念設計。
詳細的性能評估。
在概念設計中，當改變電機的拓撲和形狀時，評估機器的特性。因此，有必要評估每個電機結構方案的效率圖。為了評估大量方案，必須限制一次生成效率圖所花費的成本（計算時間）。另一方面，在詳細性能評估階段，通常會制作樣機，并在電機臺架上進行性能評估。在MBD中，臺架試驗被模擬虛擬試驗代替。因此，在仿真中，需要一個相當于真實機器的精度。
利用有限元分析軟件[1][2]可以通過模擬評估效率圖。然而，很少有文章提到上述每個開發階段的map評估。本文詳細闡述了性能評估中的概念設計和效率圖生成評估方法。此外，還將闡述生成Map圖所需的精度及其計算成本。
圖1和表1顯示了本文案例的電動機及其規格。
展開 東芝開發新型磁性材料 可提高電機能量轉換效率
蓋世汽車訊 據外媒報道，東芝公司開發出全新磁性材料，以最低成本大幅提升電機效率，并具有大幅降低功耗的潛力。該公司表示，這種材料適用于火車驅動系統、汽車、機器人及其他高可靠性應用。
這種新材料可用作電機的槽楔，特別是在大中型感應電機中，能夠極大提高電機的能量轉換效率。東芝表示，這種材料的安裝成本極低，而且無需更改設計。
在感應電機中，通過定子的旋轉磁場在轉子中產生感應電流，由此所產生的電磁力使轉子旋轉。該系統配置簡單，成本低廉，并且可維護性強。與之相反，永磁同步電動機通過定子旋轉磁場和轉子永磁體之間的磁性吸引力來旋轉，通常比感應電機更貴，但可控性和效率更高。
該公司在鐵路車輛驅動系統的感應電機上進行測試，并確認其效率提高了0.9%，接近永磁同步電機的效率。東芝表示，這種材料還可以安裝在永磁同步電機上，以實現更高的效率。該材料還具有優異的耐熱性，適用于鐵路車輛、汽車和機器人等應用。
（圖片來源：東芝公司）
電機槽楔是將線圈緊密固定在線槽內的一個部件，通常由非磁性材料制成。據發現，使用磁性材料可以提高槽楔的導磁性能，從而提升能量轉換效率。然而，用于槽楔的常規磁性材料，由球形磁性金屬顆粒構成，對磁通量的控制不足，容易引起不必要的泄漏。同時，磁性槽楔材料本身的磁損耗也很高，并且耐熱性較差，不適合鐵路車輛和其他高耐熱需求應用。
東芝新型磁性材料具有獨特的性能，能夠出色地控制磁通量，提供高耐熱性。
展開 米思米直線電機模組代理：省成本提效率，客戶痛點全解決
直線電機模組作為技術升級的代表，不僅解決了客戶的效率與成本痛點，更成為推動行業智能化轉型的重要力量。未來，米思米將繼續攜手合作伙伴，共同探索制造業的無限可能。 </p><p> </p><p>* 本文中所示價格均為產品未稅參考價，具體請以實際報價為準</p><p>* 本文中所示數值，均根據米思米同規格產品為參考，米思米社內測算所得</p><p>* 本文中涉及投資合作相關內容。投資有風險，加盟需謹慎</p><p>* 代理商具體合作價格以米思米與指定代理商簽訂的合作合同為準</p>
展開 Ansys Workbench利用超單元子結構技術，提升大模型計算效率 ￥10
Ansys針對這類工程問題提供模態綜合法（CMS）利用超單元，將非關鍵部件進行縮減計算。
本文根據查閱到的網絡資料，對超單元縮減計算如何在Ansys Workbench 中實現，進行了介紹。
示例：
工業設計產品需要模擬工作環境進行振動試驗，產品本身結構已經很復雜，再加上工裝往往是一個更大的結構。因此這類仿真計算非常適合適用子結構技術，將工裝等大模型進行超單元縮減計算，可以顯著提升計算效率。
如下圖所示，產品+工裝進行振動模擬仿真，仿真產品結構模態和端點的振動響應加速度曲線。
結果展示：
使用超單元縮減計算，可以有效完成復雜模型的計算需求。且計算結果基本一致。
詳細步驟：
模型說明：
? 產品由PartA和PartB兩個部分構成，其中PartA兩端夾持部位做了共面處理（驗證連接關系，可以忽略）；
? 各個零件的連接面有一定間隙，使用Bonded MPC Radius 3mm 連接；
? 約束工裝底面 fix；
一：產品+工裝完整模型計算
產品+工裝一起進行模態和5-2000Hz的諧響應仿真，提取前6階模態和軸端點的加速度響應，作為驗證結果與子結構方法進行對比。
1、模態計算
模態計算結果如下所示。
2、模態疊加法，諧響應掃頻計算
諧響應掃頻提取端點加速度響應以及688Hz、1620Hz處的應力云圖如下所示。
二：子結構，超單元縮減工裝進行簡化計算
1、 工裝模型進行超單元縮減
? 首先，由工裝+產品的模態計算模塊，復制一個新的模態計算模塊；
? 在新模態計算模塊中只保留需要縮減為超單元的工裝模型，其余模型均做supress抑制。
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 ANSYS | 混合算法兼顧效率與精度
ANSYS | 混合算法兼顧效率與精度
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
Ansys Zemax | 利用 Kogelnik 方法模擬體全息光柵的衍射效率
序列模式的體全息在OpticStudio的所有版本上都可以使用，但是衍射效率分析只有訂閱制才能使用。DLL是訂閱制旗艦版本的功能。
下載
聯系工作人員獲取附件。
轉發本文至朋友圈并截圖可查看如下視頻演示。
簡介
體全息在許多類型的光學系統中很受歡迎，例如：抬頭顯示器（HUD）、增強現實（AR）和虛擬現實（VR）的頭戴式顯示器（HMD）。全息能夠將光線衍射到任何所需的角度，其波長和角度的選擇性使其能夠創造更輕、更緊密的光學系統。
OpticStudio長期以來一直支持理想全息的模擬。然而，為了準確地說明體全息的特性，除了考慮衍射光線的傳播方向外，還必須考慮衍射效率、材料收縮或折射率變化等因素。考慮衍射效率使用戶能夠進行圖像模擬和綜合優化等高級分析。
表面浮雕光柵與體全息光柵的比較
在介紹這個模型之前，我們先簡單解釋一下表面浮雕光柵（SRG）和體全息光柵（VHG）的區別。這兩種光柵在光學系統中的作用幾乎是一樣的，但在制造和模擬方面卻有很大的不同。
圖 1. （a） 表面浮雕光柵 （b） 體全息光柵
圖1（b）所示的VHG是通過在感光材料薄膜上曝光兩個或多個光束來制造。然后將薄膜進行化學或熱顯影：這就是光柵。光柵上的表面是光滑的，但光柵內部的折射率是正弦調變的。為了對VHG進行建模，需要使用高效的Kogelnik理論或嚴格耦合波分析（RCWA）等算法。
圖1（a）所示的SRG，可以通過幾種方法制造，如電子束寫入，光刻，納米壓印，或鉆石車削。與VHG不同，SRG沒有空間變化的折射率。相反，光柵的表面是由周期性的微結構組成的。為了對SRG進行建模，需要采用類似傅里葉模態法（也叫RCWA）的算法。
本文將介紹VHG的工具。
關于SRG的工具，請參見文章“ZEMAX | 利用RCWA方法模擬表面浮雕光柵的衍射效率”。
展開 Ansys Speos | material library 材料庫提升仿真效率
結論
材料庫功能允許跨項目共享屬性并簡化其應用，簡化處理幾何體上的材料屬性的過程，可以從結構樹上下文菜單中將材質應用于選定的幾何體，在管理大量材料屬性時提高使用效率，不僅可以應用在其他工程項目，同時可以擴展到公司內部建立材料庫。
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。
在電機型號確定后，性能優異的電機控制器將最大限度地發揮電機的效能。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開發仿真平臺。用戶先采用ANSYS有限元軟件，設計出性能優異的電機本體，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系統仿真軟件，在系統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與電機本體的最佳匹配，在開發初期就可以對電機本體和控制系統作出有效評估。
對于只設計電機控制系統的用戶，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化。電機ECE模型只高精度體現電機外部特性，而不會泄露供應商實際的電機設計參數，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.
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