ansys電機仿真參數的案例
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
輕松搞定ANSYS仿真參數化 附ANSYS參數化編程與命令手冊龔曙光下載
ANSYS參數化概述
在ANSYS應用程序中，可以將關鍵的仿真特性定義為參數（Parameters）。然后在Workbench中參數管理(Parameter Set)界面下管理參數，通過參數化驅動，實現快速更改仿真模型幾何及拓撲參數、材料參數、網格參數、邊界條件等設置，用來研究和優化不同設計方案下產品性能。
ANSYS中仿真參數化
參數可以在用于結構和流體仿真的所有ANSYS應用程序中定義，如：SpaceClaim、DesignModeler、Meshing、Mechanical、Fluent、CFX-Pre、CFD-Post；上述軟件囊括仿真分析的所有階段：幾何建模、網格劃分、計算求解及后處理。
在Workbench中，參數分為兩種類型：輸入參數和輸出參數。
輸入參數定義被研究系統的幾何形狀或分析輸入。包括幾何形狀參數：模型尺寸、位置及拓撲參數，分析輸入參數：壓力、邊界條件、材料特性和板厚等。
輸出參數是模型的信息，或者是分析的響應輸出。這些包括體積、網格單元數、質量、頻率、應力、速度、壓力、力和熱通量等。
幾何建模參數化
仿真中幾何建模參數包括幾何參數和拓撲參數。
展開 【5月24-27日 北京】Maxwell電機電磁設計及參數優化仿真
背景
電機電磁方案設計是電機設計中最重要部分，特別是現在原材料成本壓力越來越大，企業對電機的成本控制更加嚴格，對于電機工程師來說需要更高電機設計的要求，以前我們進行電機設計往往通過手算結果再加上經驗修正，手算加經驗往往需要許多年積累并且計算量大，造成時間成本非常高，從而造成產品成本高，造成公司競爭力下降，特別現在產品設計往往要求時間更短和產品更優，近十年有限元等數值模擬方法計算的成熟，電機電磁方案設計完全可以借用有限元軟件仿真得到更好的方案，時間成本更低，除此之外還有能全面考核電機電磁場情況等優點，新一代電機工程師掌握一種仿真軟件是必要的技能，提升自身競爭力的有力說服力。
ANSYS Maxwell是現下優秀電磁場分析軟件，電機是它的最主要應用領域之一，它針對電機行業推出路算模塊，2D和3D模型有限元模塊，UDO、Toolkit等插件，還有內置電路編輯器等方面，它基本能滿足現下所有電機類型電磁設計工作。為能讓電機工程師提升電機仿真能力，快速設計高性能電機，掌握軟件的各項功能用于電機設計工作去。特舉辦“Maxwell電機電磁設計及參數優化仿真”培訓。詳情請參見第四部分“內容大綱”。
時間地點
時間：2019年5月24日-5月27日（第一天報到，授課3天）
地點：北京
主講專家
該課程講師，具有12年電磁工程仿真分析經驗，具備電磁熱等多物理場耦合仿真分析能力，一直對外提供技術咨詢服務，扎實的電磁和數值計算理論基礎；熟練掌握ANSYS EM、Workbench、Matlab等軟件，有變壓器電磁和磁熱仿真、電機電磁、磁熱和電磁振動噪聲仿真、耦合器電磁仿真、電磁銜鐵機構電磁仿真等項目經驗。培訓40多場次，學員上千人。
內容大綱
報名費用
標準費用：3980元/人，食宿可統一安排，費用自理。
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.
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
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. ANSYS 結合電機本體高精度降階模型的矢量控制算法實現方法
報名方式
手機端請掃描二維碼報名
或者點擊進行報名：http://event.31huiyi.com/1727650456/index?
展開 【Ansys線上直播回看】Ansys 電機NVH仿真分析流程介紹
『點擊觀看直播回放』
本次網絡研討會介紹如何利用Ansys 2020 R1，在有限元環境下，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。
此次網絡直播吸引了眾多觀眾在線觀看，在會后我們也陸續收到在線觀眾以及其他用戶前來詢問，在此附上本場網絡直播錄播內容，供大家回看學習。
近期發布的Ansys 2020 R1帶來全新升級的功能，首場新品發布已于2月25日成功舉辦。現在，隆重向大家推出Ansys行業應用大講堂“仿真體系建設驅動數字創新”系列在線研討會；5月，我們還將迎來兩大全新網絡研討會專題：芯片SI/PI與可靠性分析系列，以及Ansys 2020 R1針對SI/PI和EMC技術亮點及案例系列。我們非常有幸邀請到多位高級工程師為系列專題助陣，將陸續為大家帶來多個熱門主題，歡迎積極報名參加并關注后續精彩內容！
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展開 基于ANSYS的水冷電機控制器散熱仿真分析
摘 要：
電機控制器中的主要散熱器件有電容和IGBT等,其散熱性能直接關系到電機的輸出。以控制器中的8個電容及3個IGBT為主要熱源,采用有限元分析的穩態熱模塊及流體模塊,分別對其進行溫度仿真分析,分析對比在使用水冷散熱前后主要發熱器件的散熱狀態,得出水冷散熱的仿真效果比常態下的溫度降低約27℃,為實際產品的設計生產提供支撐。
關鍵詞：控制器;水冷;熱仿真;
0 引言
隨著電子產品小型化的發展，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，其運行時會產生大量的熱，為此研究主要元器件在狹窄結構空間的散熱，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，對其主要發熱器件電容及IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵極型晶體管）進行熱仿真分析。
1 控制器的前處理
1.1 控制器結構降階處理
對5.5 k W控制器進行3D建模，顯示控制器有1215個部件，控制器模型如圖1所示。若全部仿真會使模擬計算量和時間增加，一般需要進行模型降階處理[5]。
圖1 控制器模型
保留控制器的主要發熱器件為8個電容及3個IGBT，保留殼體及水冷板。將殼體外部的航空插頭、發熱不嚴重的電路板及控制器外殼的螺紋孔全部填補完整。將水冷板的殼體與水道使用布爾減的方法進行分離，防止后期網格劃分時，將殼體和水道劃為整體，導致網格劃分不合適，計算失敗。模型降階情況如圖2所示。
1.2 控制器網格設置
網格劃分的好壞直接關系到計算的結果和計算時間的長短，所以在進行網格劃分的時候，優先選擇曲面狀的物體進行網格劃分，這樣在網格劃分的時候就可以保證曲面的完整性。
展開 輕松搞定ANSYS仿真參數化 附ANSYS經典實例匯集下載
ANSYS參數化概述
在ANSYS應用程序中，可以將關鍵的仿真特性定義為參數（Parameters）。然后在Workbench中參數管理(Parameter Set)界面下管理參數，通過參數化驅動，實現快速更改仿真模型幾何及拓撲參數、材料參數、網格參數、邊界條件等設置，用來研究和優化不同設計方案下產品性能。
ANSYS中仿真參數化
參數可以在用于結構和流體仿真的所有ANSYS應用程序中定義，如：SpaceClaim、DesignModeler、Meshing、Mechanical、Fluent、CFX-Pre、CFD-Post；上述軟件囊括仿真分析的所有階段：幾何建模、網格劃分、計算求解及后處理。
在Workbench中，參數分為兩種類型：輸入參數和輸出參數。
輸入參數定義被研究系統的幾何形狀或分析輸入。包括幾何形狀參數：模型尺寸、位置及拓撲參數，分析輸入參數：壓力、邊界條件、材料特性和板厚等。
輸出參數是模型的信息，或者是分析的響應輸出。這些包括體積、網格單元數、質量、頻率、應力、速度、壓力、力和熱通量等。
幾何建模參數化
仿真中幾何建模參數包括幾何參數和拓撲參數。
展開 【Ansys線上直播回看】Ansys 基于聯合仿真的電機聲品質解決方案
『點擊觀看直播回放』
電動傳動系統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內燃機噪音截然不同的聲音特征，也讓傳統的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聯合多物理場仿真工具，協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。
此次網絡直播吸引了眾多觀眾在線觀看，在會后我們也陸續收到在線觀眾以及其他用戶前來詢問，在此附上本場網絡直播錄播內容，供大家回看學習。
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展開 Ansys空心杯電機仿真方案
空心杯電機本體仿真
定子繞組建模是空心杯電機仿真的關鍵
空心杯線圈UDP
-Maxwell內嵌的空心杯線圈CupCoil UDP能夠快速輕松的建立線圈的全參數化幾何模型
-后續可以簡單的對線圈的直邊長、節距等設計參數進行參數和優化分析
空心杯電機繞組建模
-按如下參數生成空心杯電機的單個繞組
-沿Z軸復制生成六個繞組
生成空心杯電機完成模型
-外部輸入或直接在Maxwell內部建立電機定子、轉子、永磁體模型，裝配成完整的空心杯電機模型，并賦予相應的材料特性。
空心杯電機3D模型仿真
-外部輸入或直接在Maxwell內部建立電機定子、轉子、永磁體模型，裝配成完整的空心杯電機模型，并賦予相應的材料特性。
-把3D模型沿Z軸切割，可得如下空心杯2D模型，設置合適的模型深度和等效材料特性，并對繞組重新進行分相后，也可以仿真空心杯電機的特性，仿真速度遠快于3D模型。
空心杯電機等效電路模型提取
采用對有限元模型的定子電流和轉子位置進行遍歷的方式，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置為外部External，并設置繞組初始電流為0。
-插入一個Maxwell外電路激勵。
展開 白皮書 | Ansys電機NVH仿真解決方案
借助Maxwell中提供的基于模板的設計功能，整個電機設計可以自動完成。于是，工程師只需輸入典型電機參數，如相數、極數、槽數、線圈節距、材料參數等，Maxwell就可以自動生成電機模型。在Maxwell中，工程師可以仿真各種工況下（包括不同的速度、電流、功率、扭矩等）的電機特性，并計算電機運行過程中的電磁力。計算電機電磁力是結構分析和聲學分析的重要步驟，也是預測NVH的第一步。
Maxwell可以計算基于物體的或基于單元的電磁力，支持對電機在理想裝配和偏心裝配下電磁力的精確計算。計算過程中，電機定子齒部上的電磁力，以及由于高頻開關或故障狀況下產生的雜散力，都可以準確建模。Maxwell還可以對故障狀況進行準確地分析，例如不同類型的偏心率造成的電機不平衡磁拉力。此外，時域內多種電機速度條件下的徑向力、切向力、軸向力和力矩都可以被計算，并通過傅里葉變換轉換到頻域。
值得注意的是，為了提高仿真效率、盡量縮短仿真時間并減少計算資源，在Maxwell中可自動生成最小的仿真模型。在分析中，使用其對稱拓撲可以獲得各種速度下完整模型的電磁力和磁場分布，然后，就可以根據模板自動生成電機外殼。此外，工程師還可以將電機模型和外殼模型直接導入Ansys Maxwell。
先進的后處理功能可以生成電機內部的磁力線，以及磁場強度的矢量圖或云圖。工程師能夠對磁場數據進行交互式處理，全面展現電機內部的電磁特征和各種力。
Ansys Mechanical中電機和外殼的結構諧響應分析
通過Ansys多物理場分析平臺Workbench，電磁力可以傳遞到Mechanical中，作為Mechanical的輸入，用于分析系統的結構動態響應。基于物體的電磁力映射方法（見圖4），可用于每個齒部都獨立建模的模型。這種方法適用于二維電磁場與三維結構場的耦合。
展開 
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。
以上文章來源于ANSYS，作者ANSYS中國
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 Ansys CFD在電機散熱仿真中的應用
【前言】10年前，作為CFD仿真技術支持工程師的時候，最驕傲的一件事就是做了一個全電機的散熱仿真咨詢項目，雖然很辛苦，但項目的鍛煉價值極高，讓我在后續多年工作中都受益無窮。
那個時候采用的是DM和ICEM交替來簡化電機模型，現在有了SCDM神器，模型處理效率大大提升。那個時候計算機硬件內存有限，網格劃分只能采用混合網格，用混合網格，模型又必須進行相應的等效和簡化，所以你除了要熟悉電機的工作原理，你還需要對電機組成結構的每一部分的功能和作用都了如指掌。而現在有了Ansys Fluent Meshing，網格劃分的效率大幅提升，針對Ansys CFD電機散熱仿真的關鍵技術包括：模型簡化、網格劃分、接地系數、絕緣處理、風扇罩處理、氣隙處理等等。
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電機散熱仿真分析的必要性
電機是一種實現機電能量轉換的電磁裝置。從19世紀末期起，電動機就逐漸代替蒸汽機作為拖動生產機械的原動機。電機在運行時將產生各種損耗，這些損耗轉變成熱量，使電機各部件發熱，溫度升高。電機中的某些部件，特別是電機的絕緣，只能在一定的溫度限值內才能可靠工作。為維持電機的合理壽命，需要采取適當的措施將電機中的熱量散發出去，使其在允許的溫度限值內運行。
展開 來稿 | Ansys CFD在電機散熱仿真中的應用
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Ansys CFD電機散熱仿真優勢總結
模型處理能力：該電機模型的處理采用的是ICEM和DM混合處理的方式，DM對于刪除倒角、鍵槽等非常方便，ICEM對類似吊環等處理較方便，并且對于模型的丟失及清補非常方便。Ansys在2014年收購的SCDM對于簡化電機這樣復雜模型將更方便。
網格劃分能力：電機模型相對較復雜，采用ICEM混合網格劃分策略可以大大降低網格數量，Ansys新推出的Fluent Meshing網格劃分模塊在處理類似電機這樣復雜模型，優勢更加明顯。
仿真求解能力：FLUENT具有豐富湍流模型適合各類工業湍流，具有多參考系物理模型處理類似電機風扇這類帶旋轉計算域模型，并且Interface插值功能可以高效處理混合網格劃分帶來的交界面數值誤差，在Interface插值過程中，還能自動生成接觸熱阻，該功能可回避薄壁模型的創建及網格劃分。
后處理能力：模型的顏色渲染及透明渲染功能強大，多工況的同步對比功能可以方便同步對比設計方案及提高后處理效率，針對速度、壓力場隨剖面位置動畫制作可以大大提高后處理的流場顯示效率，并且后處理模塊還能自動出仿真計算報告。
關于Ansys CFD
計算流體動力學 (CFD) 是一款操作靈活、結果精確、應用廣泛的仿真工具。Ansys CFD 不僅能提供定性結果，還可就流體的相互作用和平衡做出準確的定量預測，讓新手和專家用戶都能運行出色的 CFD 仿真。
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