ansys分析電機轉子的案例
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。
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AnsysWB-基于過盈配合的BWM_i3電機轉子應力仿真 ￥10
AnsysWB-基于過盈配合的BWM_i3電機轉子應力仿真
1.模型包含電機轉子鐵心和轉軸
2.轉子鐵心與轉軸施加過盈接觸配合
3.轉軸施加峰值扭矩250Nm的載荷
4.評估轉子鐵心和轉軸的應力和變形情況
5.參考時請考慮仿真模型與實際模型存在的偏差
電機鐵芯定轉子沖壓生產過程及技術分析
電機定轉子鐵芯自動疊鉚技術
級進模上帶自動疊柳技術就是要把原來傳統制作鐵芯的工藝過程（沖出散片-齊片-柳合）放在一副模具內完成，即在級進模的基礎上增加了新的沖壓工藝技術，除了沖定、轉子上的軸孔、槽孔等沖片形狀要求外，增設了定、轉子鐵芯疊柳需要的疊柳點及起疊柳點分離作用的計數孔的沖壓工位，并將原來定、轉子的落料工位改變成先起落料作用，然后使各沖片再形成疊柳過程和疊片計數分離過程（以確保鐵芯厚度）的疊鉚工位，如定、轉子鐵芯需要帶扭轉、回轉疊柳功能的，在級進模轉子或定子落料工位的下模上要帶有扭轉機構或回轉機構，由疊柳點在沖片上不斷改變或轉動位置而實現這一功能的，從而滿足在一副模具內自動完成沖片的疊柳和回轉疊柳的技術要求。
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展開 電機轉子結構自由形狀優化分析
一、項目描述：
電機轉子輕量化
其中轉子的主要工況為高速旋轉
在保證在該工況下，轉子結構強度滿足設計要求的前提下，對其結構進行形狀優化，實現輕量化設計。
二、分析概述
Objective:
優化目標
Minimize mass / minimize volum
Constraint:
約束條件
Maximum von Mises stress of the joint < 300 MPa
Design variables:
優化對象
Free-Shape
分析步驟：
1、 靜力學分析，工況建立，求解并查看分析結果，
2、 創建設計變量
3、 創建響應
4、 創建控制條件
5、 創建目標
靜力學分析工況：
高速旋轉 15000r/min，簡化為離心力
模型為3D模型，因為截面是相同的，故采用2D模型進行簡化。
模型描述
轉子結構如下圖所示：
由于整個模型截面是相同的，故簡化為2D模型進行分析。
三、分析設置步驟
Step1：靜力學分析工況
約束：旋轉中心位置
載荷：根據轉速大小，輸入離心力大小。
展開 
電機振動噪聲建模分析：基于導入DXF轉子模型導入MANATEE的振動噪聲仿真分析
通過導入DXF文件與MANATEE的耦合可以更加方便，更加準確的進行電機電磁振動噪聲的仿真分析，為用戶提供了切實可行的解決方案。
文章來源：天源科技
電機轉子臨界轉速的計算程序（模態分析）
1，29為兩個端點，為軸承處
D,1,UY
D,1,UZ
D,29,UX
D,29,UY
D,29,UZ
以下采用gui操作，模態擴展為四階
ansys計算結果和理論計算誤差為0.33%
沒有考慮陀螺效應，不知道對不對，請高手指點。
基于ABAQUS的某水力電機轉子模態分析（SOP）
一、背景介紹
如下圖（1-1）示為某電機轉子三維模型，應需求對該產品做模態分析。
一、分析步驟
1. 幾何模型處理
因有限元分析是基于離散體的計算，為了能夠得到質量較高的離散單元，保證計算的順利進行，我們通常會在保證計算精度的前提之下，根據實際情況結合自身經驗對幾何模型做合理的簡化處理。
2. 網格劃分
在本例中，因模型較大、零部件較多，我們使用了更為專業的前處理軟件Hypermesh進行了網格的劃分，然后再導入ABAQUS/CAE中。在這里網格劃分方法及操作步驟不做詳細說明。
3. 材料定義
在ABAQUS/CAE中，部件材料定義分為如下三個步驟，如圖2-1示。
操作SOP：
Step1：材料定義
在Property模塊中，首先通過Material/Create命令進入材料定義對話框，在name項輸入材料名稱。使用Mechnical/Elasticity/Elastic命令定義材料楊氏模量和泊松比，使用General/Density命令定義材料密度。
Remark：在本次分析中將簡化使所有部件材料默認為一致。大家在后續實際案件處理分析中須對各部件材料參數做詳盡定義。
Material Property:【E=206000MPa；P=0.3；Density=7.8×10-9t/mm3】
Step2：材料截面屬性的創建
首先通過Section/Create命令進入材料截面定義對話框，在name項輸入材料名稱，選擇相應的界面類型，點擊continue指派材料，創建材料截面屬性。
001. 實體模型材料截面屬性創建：
002. 殼體模型材料截面屬性創建：
Step3：分配材料截面屬性
首先使用Assign/Section命令，選擇賦予材料的目標部件，確認后進入材料截面屬性分配對話框，選擇對應的材料截面屬性即可。
展開 電機鐵芯定轉子沖壓生產過程及技術分析
電機定轉子鐵芯自動疊鉚技術
級進模上帶自動疊柳技術就是要把原來傳統制作鐵芯的工藝過程（沖出散片-齊片-柳合）放在一副模具內完成，即在級進模的基礎上增加了新的沖壓工藝技術，除了沖定、轉子上的軸孔、槽孔等沖片形狀要求外，增設了定、轉子鐵芯疊柳需要的疊柳點及起疊柳點分離作用的計數孔的沖壓工位，并將原來定、轉子的落料工位改變成先起落料作用，然后使各沖片再形成疊柳過程和疊片計數分離過程（以確保鐵芯厚度）的疊鉚工位，如定、轉子鐵芯需要帶扭轉、回轉疊柳功能的，在級進模轉子或定子落料工位的下模上要帶有扭轉機構或回轉機構，由疊柳點在沖片上不斷改變或轉動位置而實現這一功能的，從而滿足在一副模具內自動完成沖片的疊柳和回轉疊柳的技術要求。
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展開 電機轉子、皮帶輪、齒輪、葉輪偏心的振動分析
三、偏心的電動機轉子振動特征
偏心的電動機轉子在轉子與定子之間產生旋轉變化的氣隙（注意與偏心的定子的區別），在2X電源工頻（100Hz）處的振動，100Hz與最靠近的轉速諧波振動之間所形成的拍頻振動，對于2極電動機，將在2X轉速頻率與2X電源頻率之間產生拍振，而對于1480轉/分電動機，它將在4X轉速頻率與2X電源頻率之間產生拍振，產生在2X電源工頻兩側的極通過頻率 (FP) 邊帶。
最后，偏心的電動機轉子運動本身將引起定子極與偏心轉子之間的磁場的振動，因此包括轉子與定子之間的1X轉速頻率的振動。
四、泵葉輪偏心振動特征
偏心的泵葉輪可以在旋轉的葉輪與靜止的擴壓器葉片之間產生不相等的液壓力擾動。這不僅產生泵轉速的大的振動，而且還產生葉片通過頻率及其諧波頻率，這是由于偏心的葉輪產生的“液壓不平衡”造成的。
五、偏心轉子的相位特征
偏心的轉子可能引起一個徑向方向比其它徑向方向明顯大的振動（由于這個原因，導致撞擊軸承，有時還產生松動）。
相位分析，確定1X振動大是偏心矩引起的，還是其他如不平衡等1X振動源引起的。
H和V方向的相位差約0度或180度。偏心距產生的力都是非常定向的，不像在不平衡故障占優勢的情況中那樣，水平和垂直方向的相位差為90度。
展開 轉子分段移位斜極的永磁同步電機軸向電磁力分析
本文以永磁同步電機軸向電磁力的理論為導向，基于三維電磁場的有限元軟件分析方法，對一臺48槽8極永磁同步電機進行軸向電磁力仿真分析；揭示軸向電磁力產生的主要原因，以及軸向電磁力與永磁轉子拓撲結構及其分段數和定子電流幅值的關系；驗證V形反對稱、交叉反對稱永磁轉子拓撲結構有效抑制軸向電磁力的機理，為高品質永磁同步電機的優化設計提供了途徑。
1 轉子分段斜極軸向電磁力的產生機理
根據麥克斯韋張量法，永磁同步電機磁場產生的軸向電磁力Fz可以表示：
(1)
式中：μ0為真空磁導率；Bz,Bθ和Br分別為轉子軸向、切向和徑向上的磁密；S1和S3為電機兩端面，S2為電機移位面。
由式(1)可知，軸向電磁力主要由端部漏磁引起的軸向電磁力和永磁轉子分段移位磁極間氣隙面漏磁產生的軸向電磁力兩部分組成，當永磁轉子分段移位斜極時，引起軸向磁場不對稱，產生不平衡軸向電磁力。
為深化軸向電磁力的產生機理分析，對一臺樣機運行于額定工況時的繞組端部漏磁和永磁轉子分段移位磁極間移位面漏磁引起的軸向電磁力進行仿真實驗，圖1和表1為樣機的結構示意圖和主要參數，假定水平方向為Z軸方向，坐標原點為電機中心點。
(a) 外形結構
(b) 永磁體拓撲結構
圖1 樣機結構示意圖
表1 樣機的主要參數
圖2為永磁轉子端部軸向電磁力仿真結果，當永磁轉子不分段移位斜極時，電機兩端繞組端部對應的軸向電磁力幅值相同，方向相反，合成軸向電磁力約為0.25 N，近似為零。
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 
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
電動機與發電機等電力設備的噪聲起因很多，有電磁振動噪聲、機械噪聲及流致噪聲等等，本文通過ANSYS公司的官方案例為操作背景，詳細介紹如何將作用在定子上的瞬態電磁力作為結構諧響應分析的載荷計算振動噪聲。
1.電磁模型建立與分析
如圖1所示為一個電機模型，電機的額定輸出功率為550W，額定電壓為220V，極對數為4，定子齒數為24個，轉子的轉速為1500rpm，求電磁振動產生的噪聲大小。
本算例使用的模塊如下：
RMxprt模塊：建立電機類型；
Maxwell模塊：2D瞬態電磁場計算；
Structural 模塊：3D諧響應分析計算；
Acoustics ACT模塊：噪聲計算
注：Acoustics ACT模塊需要單獨安裝，請用戶到官方網站上自行下載。
圖1 電機模型
電機的電路模型如圖2所示。
圖2 電機電路模型
1）啟動Workbench。在Windows XP下單擊“開始”→“所有程序”→ANSYS15→Workbench15命令，即可進入Workbench主界面。
2）保存工程文檔。進入Workbench后，單擊工具欄中的按鈕，將文件保存為“zhendongzaosheng.wbpj”，單擊Getting Started窗口右上角的（關閉）按鈕將其關閉。
3）雙擊Toolbox→Analysis System→RMxprt模塊建立項目A，如圖3所示。
4）雙擊項目A中的A1欄進如RMxprt電機設置平臺，如圖4所示。
圖3 RMxprt模塊 圖4 RMxprt平臺
5）依次選擇菜單RMxprt→Machine Type，在彈出的電機類型選擇對話框中單擊Generic Rotating Machine選項，單擊OK按鈕，如圖5所示。
展開 轉子動力學分析 ansys 命令流 ￥15
這類問題在力學中屬于轉子動力學，ANSYS為之提供了專門的支持。
頻率
附件為帶彈簧的轉子動力學命令流。
基于ANSYS的轉子動力學分析
本文對ＡＮＳＹＳ的轉子動力學計算功能及理論基礎進行說明，在此基礎上通過一個簡單算例將ＡＮＳＹＳ實體單元建模獲得的轉子臨界轉速與集中參數模型所得的結果進行對比，驗證了實體單元分析的有效性。最后通過一個復雜實例說明轉子動力學實體單元建模的應用。
基于ANSYS的轉子動力學分析.pdf
瞬態轉子動力學分析ANSYS APDL ￥10
該命令流為計算單轉子-支承系統在加速運行過程中，受質量不平衡激勵下的瞬態動力學響應。可以準確計算出在共振轉速下的峰值及彎曲應變能情況。給出了詳細的表加載轉速和不平衡力的方法，可供參考。
/prep7
! ** parameters
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et,1,188
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et,4,14,,2
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dk,2,ux,,,,uy
d,all,uz
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d,21,all
finish
展開 