天津電機(jī)ansys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(gè)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(jì)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(jì)算的定子內(nèi)表面徑向和切向磁拉時(shí)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(jì)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(gè)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(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
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(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(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)初期就可以對電機(jī)本體和控制系統(tǒng)作出有效評估。
對于只設(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(shí)際的電機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)，在有效保護(hù)各方知識產(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(shí)也包括最新的行業(yè)熱點(diǎn)解決方案，ANSYS將與各位深入探討行業(yè)熱點(diǎn)趨勢，諸如無人駕駛、PCB結(jié)構(gòu)可靠性、天線設(shè)計(jì)、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(shí)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(jì)單位
電機(jī)控制器設(shè)計(jì)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(shí)際項(xiàng)目實(shí)施和仿真經(jīng)驗(yàn)。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(xiàng)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(yàn)。
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(jì)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(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。
展開 
【Ansys線上直播回看】Ansys 電機(jī)NVH仿真分析流程介紹
『點(diǎn)擊觀看直播回放』
本次網(wǎng)絡(luò)研討會介紹如何利用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 Acoustics模塊進(jìn)行Sound Power Level Waterfall的分析，用于進(jìn)一步對電機(jī)噪聲水平進(jìn)行評估。
此次網(wǎng)絡(luò)直播吸引了眾多觀眾在線觀看，在會后我們也陸續(xù)收到在線觀眾以及其他用戶前來詢問，在此附上本場網(wǎng)絡(luò)直播錄播內(nèi)容，供大家回看學(xué)習(xí)。
近期發(fā)布的Ansys 2020 R1帶來全新升級的功能，首場新品發(fā)布已于2月25日成功舉辦。現(xiàn)在，隆重向大家推出Ansys行業(yè)應(yīng)用大講堂“仿真體系建設(shè)驅(qū)動數(shù)字創(chuàng)新”系列在線研討會；5月，我們還將迎來兩大全新網(wǎng)絡(luò)研討會專題：芯片SI/PI與可靠性分析系列，以及Ansys 2020 R1針對SI/PI和EMC技術(shù)亮點(diǎn)及案例系列。我們非常有幸邀請到多位高級工程師為系列專題助陣，將陸續(xù)為大家?guī)矶鄠€(gè)熱門主題，歡迎積極報(bào)名參加并關(guān)注后續(xù)精彩內(nèi)容！
▼▼▼2020 Ansys網(wǎng)絡(luò)研討會有獎反饋 - 可免費(fèi)獲取本場錄播和講解資料，參與者均可獲得千元培訓(xùn)券及技術(shù)鄰金幣獎勵！
展開 【Ansys線上直播回看】Ansys Motor-CAD 電機(jī)設(shè)計(jì)軟件功能介紹
『點(diǎn)擊觀看直播回放』
由于市場上對電機(jī)性能的要求越來越高，新的電機(jī)設(shè)計(jì)需要對電機(jī)進(jìn)行多物理場的全方面的考慮。Motor-CAD 是專門針對電機(jī)設(shè)計(jì)而開發(fā)的一款工程軟件工具，在設(shè)計(jì)階段能夠更加高效地綜合分析電機(jī)電磁性能、熱管理、應(yīng)力結(jié)構(gòu)、駕駛工況，以及加工工藝對電機(jī)設(shè)計(jì)的影響，為工程師提供電機(jī)設(shè)計(jì)更加全面的解決方案。本次網(wǎng)絡(luò)研討會將詳細(xì)介紹和演示Motor-CAD 的功能。
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展開 【Ansys線上直播回看】Ansys Motor-CAD 全新的電機(jī)設(shè)計(jì)流程
『點(diǎn)擊觀看直播回放』
通常，電機(jī)研發(fā)項(xiàng)目從早期設(shè)計(jì)到后期的量產(chǎn)是需要經(jīng)歷不同研發(fā)階段，尤其是新能源汽車。在一定周期內(nèi)有效地研發(fā)出一款好的電機(jī)，是需要在各階段采用合適的仿真工具進(jìn)行一系列的仿真。本次網(wǎng)絡(luò)研討會將講解和演示Motor-CAD在全新的電機(jī)設(shè)計(jì)流程中所扮演的角色，以及與Ansys其他仿真工具的接口，包括 Ansys Maxwell 二維和三維接口，Motor-CAD與 Twin Builder 的系統(tǒng)仿真，Motor-CAD與 OptiSLang 進(jìn)行多物理多目標(biāo)的優(yōu)化，將為大家呈現(xiàn)一個(gè)高效的電機(jī)設(shè)計(jì)驗(yàn)證全方位的解決方案。
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近期發(fā)布的Ansys 2020 R1帶來全新升級的功能，首場新品發(fā)布已于2月25日成功舉辦。現(xiàn)在，隆重向大家推出由Ansys中國系統(tǒng)事業(yè)部傾力打造的“Ansys光學(xué)、虛擬現(xiàn)實(shí)、軟件與系統(tǒng)解決方案”技術(shù)盛宴！我們非常有幸邀請到多位高級工程師為系列專題助陣，將陸續(xù)為大家?guī)碥嚐粼O(shè)計(jì)與仿真、HUD系統(tǒng)、智能座艙、人機(jī)交互、汽車功能安全、數(shù)字孿生等熱門主題，歡迎積極報(bào)名參加并關(guān)注后續(xù)精彩內(nèi)容！
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展開 Ansys電機(jī)熱設(shè)計(jì)解決方案
控制器熱仿真設(shè)計(jì)
熱-電子設(shè)備運(yùn)行的關(guān)鍵問題
-子器件的故障與其工作溫度有密切關(guān)系
-溫度最為敏感的：量使用的半導(dǎo)體器件和微電路，故障率隨溫度的增加而指數(shù)地上升
電子設(shè)備內(nèi)關(guān)鍵器件的熱模擬
溫度云圖
Ansys電機(jī)散熱、通風(fēng)模擬產(chǎn)品方案
ICEPAK專業(yè)的電子散熱仿真工具
芯片級、封裝級、板級、系統(tǒng)級全尺度電子散熱仿真
-基于”O(jiān)bject”建模，用戶可以快速建立常見的電子器件模型
-可以導(dǎo)入各種格式的ECAD和MCAD數(shù)據(jù)格式：STEP， IGES，ProE，UG等（借助于
DesignModeler）；MCM，IDF，BRD，Gerber，ANF，ODB++
-自動化快速網(wǎng)格劃分技術(shù)：六面體網(wǎng)格；貼體混合網(wǎng)格
-健壯、快速的求解器技術(shù)：基于FLUENT
-物理模型豐富：層流、湍流、自然對流、強(qiáng)制對流、輻射、太陽輻射、旋轉(zhuǎn)部件、濕度、污染物擴(kuò)散
結(jié)論
-流體仿真技術(shù)可以應(yīng)用在電機(jī)本體、散熱系統(tǒng)、控制器等設(shè)備的流動、熱的相關(guān)設(shè)計(jì)
中
-流體仿真技術(shù)可以提供工程上可信的結(jié)果
-ANSYS提供了完善的產(chǎn)品方案來解決電機(jī)本體、散熱系統(tǒng)、控制器中的流動、熱問題
-ANSYS的產(chǎn)品方案可以將電磁、流動、熱等多物理場統(tǒng)一在一個(gè)框架下解決
深圳市優(yōu)飛迪科技有限公司成立于2010年，是一家專注于產(chǎn)品開發(fā)平臺解決方案與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開發(fā)的國家級高新技術(shù)企業(yè)。
展開 【Ansys線上直播回看】Ansys 基于聯(lián)合仿真的電機(jī)聲品質(zhì)解決方案
『點(diǎn)擊觀看直播回放』
電動傳動系統(tǒng)噪聲成作為新能源汽車內(nèi)部的最大噪聲源一直備受關(guān)注，其中由于電機(jī)噪音與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)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(jī)的聲品質(zhì)問題時(shí)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(jī)及電動車從早期設(shè)計(jì)和驗(yàn)證階段開始就能準(zhǔn)確的評價(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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展開 基于ANSYS的水冷電機(jī)控制器散熱仿真分析
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,分別對其進(jìn)行溫度仿真分析,分析對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
隨著電子產(chǎn)品小型化的發(fā)展，控制器的尺寸隨著元器件的小型化逐漸減小，但元器件的熱功率密度越來越大，其運(yùn)行時(shí)會產(chǎn)生大量的熱，為此研究主要元器件在狹窄結(jié)構(gòu)空間的散熱，保證其不超過耐熱極限[1,2]。水的比熱容是空氣的4倍，選用水冷板對其進(jìn)行散熱處理，可以提高散熱效率[3,4]。以5.5 k W控制器為例，對其主要發(fā)熱器件電容及IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵極型晶體管）進(jìn)行熱仿真分析。
1 控制器的前處理
1.1 控制器結(jié)構(gòu)降階處理
對5.5 k W控制器進(jìn)行3D建模，顯示控制器有1215個(gè)部件，控制器模型如圖1所示。若全部仿真會使模擬計(jì)算量和時(shí)間增加，一般需要進(jìn)行模型降階處理[5]。
圖1 控制器模型
保留控制器的主要發(fā)熱器件為8個(gè)電容及3個(gè)IGBT，保留殼體及水冷板。將殼體外部的航空插頭、發(fā)熱不嚴(yán)重的電路板及控制器外殼的螺紋孔全部填補(bǔ)完整。將水冷板的殼體與水道使用布爾減的方法進(jìn)行分離，防止后期網(wǎng)格劃分時(shí)，將殼體和水道劃為整體，導(dǎo)致網(wǎng)格劃分不合適，計(jì)算失敗。模型降階情況如圖2所示。
1.2 控制器網(wǎng)格設(shè)置
網(wǎng)格劃分的好壞直接關(guān)系到計(jì)算的結(jié)果和計(jì)算時(shí)間的長短，所以在進(jìn)行網(wǎng)格劃分的時(shí)候，優(yōu)先選擇曲面狀的物體進(jìn)行網(wǎng)格劃分，這樣在網(wǎng)格劃分的時(shí)候就可以保證曲面的完整性。
展開 ANSYS 電機(jī)設(shè)計(jì)專欄發(fā)布
為了推廣仿真工程理念，服務(wù)中國電機(jī)設(shè)計(jì)人員，ANSYS推出電機(jī)設(shè)計(jì)專欄，提供超過200多份 ANSYS集成化電機(jī)設(shè)計(jì)解決方案的相關(guān)技術(shù)資料。
專欄地址：http://www.ansys.com/zh_cn/em
此次專欄共包含三個(gè)主題：
電機(jī)本體設(shè)計(jì)
● 電磁設(shè)計(jì)● 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)● 熱設(shè)計(jì)● 多物理場耦合設(shè)計(jì)
電驅(qū)動系統(tǒng)
● IGBT應(yīng)用及封裝設(shè)計(jì)● 控制代碼自動生成● 集成化系統(tǒng)設(shè)計(jì)● 電磁、熱、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)●EMI/EMC
定制化開發(fā)
● 電機(jī)設(shè)計(jì)工具包● 電機(jī)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(jī)設(shè)計(jì)導(dǎo)航● 電機(jī)設(shè)計(jì)平臺
每個(gè)專欄涉及資料包括：應(yīng)用文檔、培訓(xùn)資料、培訓(xùn)視頻和常見問題解答。提供了從電機(jī)本體到驅(qū)動電路、從電磁場到多物理場耦合，高效實(shí)現(xiàn)電機(jī)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(lǐng)域、多層次、集成化電機(jī)及驅(qū)動/控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
關(guān)于ANSYS, Inc.
ANSYS通過快速、準(zhǔn)確、可靠的工程仿真技術(shù)幫助客戶掌握和理解最為復(fù)雜的設(shè)計(jì)難題。我們的技術(shù)能夠讓各個(gè)行業(yè)的機(jī)構(gòu)準(zhǔn)確預(yù)測產(chǎn)品在現(xiàn)實(shí)中的真實(shí)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(chǎn)品的完整性并實(shí)現(xiàn)商業(yè)價(jià)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(jì)算流體動力學(xué)、電子和電磁、設(shè)計(jì)優(yōu)化。ANSYS總部設(shè)在美國匹茲堡南部，在世界各地設(shè)立的戰(zhàn)略銷售部門超過75個(gè)，渠道合作伙伴網(wǎng)絡(luò)遍及40多個(gè)國家。欲了解更多詳情，敬請?jiān)L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(guān)注ANSYS新浪微博：@ANSYS中國。ANSYS官方微信公眾號：ansys-china。
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ANSYS 電機(jī)設(shè)計(jì)專欄
ANSYS 電機(jī)設(shè)計(jì)專欄
電機(jī)設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的多物理場問題，它涉及到電磁、結(jié)構(gòu)、流體、溫度和控制等多個(gè)領(lǐng)域。隨著新材料、新工藝以及各種電機(jī)新技術(shù)的發(fā)展，電機(jī)設(shè)計(jì)的要求越來越苛刻，精度要求也越來越高，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和手段已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代電機(jī)設(shè)計(jì)的要求，必須借助于現(xiàn)代仿真技術(shù)才能解決各種設(shè)計(jì)難題。
針對電機(jī)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(guān)技術(shù)挑戰(zhàn)，ANSYS能提供集成化設(shè)計(jì)解決方案和流程，高效實(shí)現(xiàn)電機(jī)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(lǐng)域、多層次、集成化電機(jī)及驅(qū)動/控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
展開 Ansys在電機(jī)中的結(jié)構(gòu)分析應(yīng)用
電機(jī)中的結(jié)構(gòu)分析
場景一：
電機(jī)熱-機(jī)疲勞
場景二：
電機(jī)NVH
場景三：
沖擊性能優(yōu)化
客戶案例
Lucid Motors –豪華電動汽車公司
電機(jī)熱管理
熱—機(jī)疲勞分析
Ansys電機(jī)多學(xué)科分析
*Electric – Fluid – Mechanical(Thermal Stress) – Fatigue
-通過力分布進(jìn)行單向或雙向耦合分析
電機(jī)NVH
NVH面臨的挑戰(zhàn)
高效模擬源自電機(jī)的噪聲和振動
-噪聲源的識別和建模
-高效準(zhǔn)確的預(yù)測
-訪問所需輸出
-性能優(yōu)化
電機(jī)噪聲-建模和預(yù)測
電機(jī)的噪聲振動和聲學(xué)建模
電機(jī)抗沖擊優(yōu)化設(shè)計(jì)
初始設(shè)計(jì)的評估
設(shè)計(jì)參數(shù)研究
DOE&分析
優(yōu)化結(jié)果
深圳市優(yōu)飛迪科技有限公司成立于2010年，是一家專注于產(chǎn)品開發(fā)平臺解決方案與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開發(fā)的國家級高新技術(shù)企業(yè)。
十多年來，優(yōu)飛迪科技在數(shù)字孿生、工業(yè)軟件尤其仿真技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開發(fā)等領(lǐng)域積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，并在這些領(lǐng)域擁有數(shù)十項(xiàng)獨(dú)立自主的知識產(chǎn)權(quán)。同時(shí)，優(yōu)飛迪科技也與國際和國內(nèi)的主要頭部工業(yè)軟件廠商建立了戰(zhàn)略合作關(guān)系，能夠?yàn)榭蛻籼峁┩暾漠a(chǎn)品開發(fā)平臺解決方案。
優(yōu)飛迪科技技術(shù)團(tuán)隊(duì)實(shí)力雄厚，主要成員均來自于國內(nèi)外頂尖學(xué)府、并在相關(guān)領(lǐng)域有豐富的工作經(jīng)驗(yàn)，能為客戶提供“全心U+端到端服務(wù)”。
展開 案例教學(xué) | ANSYS電機(jī)ECE模型抽取方法
在電機(jī)設(shè)計(jì)過程中，通常需將電機(jī)與控制系統(tǒng)進(jìn)行矢量控制算法聯(lián)合仿真，以更準(zhǔn)確評估控制算法的穩(wěn)健性和準(zhǔn)確性。控制系統(tǒng)聯(lián)合仿真過程中，由于控制器開關(guān)頻率高，仿真步長通常為微秒級別，計(jì)算調(diào)速、啟動等工況時(shí)往往需要計(jì)算上百萬個(gè)時(shí)間步長，如果直接將有限元模型直接與控制系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合仿真，需要計(jì)算幾天時(shí)間，不利于產(chǎn)品研發(fā)與優(yōu)化。
Ansys支持電機(jī)降階模型抽取，通過對電機(jī)有限元結(jié)果進(jìn)行降階抽取，等效抽取的結(jié)果是基于有限元計(jì)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(jī)得性能，因此將抽取后的結(jié)果應(yīng)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(jī)為例，在Maxwell有限元場計(jì)算中，有限元模型對電流和轉(zhuǎn)子位置角掃描，掃描后得到的有限元結(jié)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(jìn)行分析計(jì)算，也可以將ECE模型送到控制當(dāng)中進(jìn)行高級控制系統(tǒng)仿真。由于抽取的ECE結(jié)果是基于有限元計(jì)算得到的，因此ECE結(jié)果精度非常高，與有限元結(jié)果幾乎一樣。
圖 1 控制器與有限元電機(jī)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(jī)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(jī)實(shí)際需不需要設(shè)置外電路無關(guān)。同時(shí)外電路只需要包含三個(gè)元件，分別是，三相繞組電流掃描元件ECE3、轉(zhuǎn)子位置角度掃描原件ECER及Ground。
圖 5 三相永磁電機(jī)ECE抽取所需元件
ECE3為三相繞組電流掃描，設(shè)置如下圖。
展開 Ansys空心杯電機(jī)仿真方案
空心杯電機(jī)本體仿真
定子繞組建模是空心杯電機(jī)仿真的關(guān)鍵
空心杯線圈UDP
-Maxwell內(nèi)嵌的空心杯線圈CupCoil UDP能夠快速輕松的建立線圈的全參數(shù)化幾何模型
-后續(xù)可以簡單的對線圈的直邊長、節(jié)距等設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行參數(shù)和優(yōu)化分析
空心杯電機(jī)繞組建模
-按如下參數(shù)生成空心杯電機(jī)的單個(gè)繞組
-沿Z軸復(fù)制生成六個(gè)繞組
生成空心杯電機(jī)完成模型
-外部輸入或直接在Maxwell內(nèi)部建立電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子、永磁體模型，裝配成完整的空心杯電機(jī)模型，并賦予相應(yīng)的材料特性。
空心杯電機(jī)3D模型仿真
-外部輸入或直接在Maxwell內(nèi)部建立電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子、永磁體模型，裝配成完整的空心杯電機(jī)模型，并賦予相應(yīng)的材料特性。
-把3D模型沿Z軸切割，可得如下空心杯2D模型，設(shè)置合適的模型深度和等效材料特性，并對繞組重新進(jìn)行分相后，也可以仿真空心杯電機(jī)的特性，仿真速度遠(yuǎn)快于3D模型。
空心杯電機(jī)等效電路模型提取
采用對有限元模型的定子電流和轉(zhuǎn)子位置進(jìn)行遍歷的方式，基于高精度的有限元仿真提取出空心杯電機(jī)的精確等效電路模型，然后可在TwinBuilder中利用該等效電路模型搭建外部的控制電路和控制算法，從而既保證仿真精度，又保證仿真速度。
-把繞組的激勵類型設(shè)置為外部External，并設(shè)置繞組初始電流為0。
-插入一個(gè)Maxwell外電路激勵。
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