ansys電機(jī)徑向力仿真的案例
電機(jī)中徑向電磁力的力型
01 圓柱結(jié)構(gòu)模態(tài)分析
02 圓柱結(jié)構(gòu)受單簡(jiǎn)諧激勵(lì)
圓柱結(jié)構(gòu)在單簡(jiǎn)諧激勵(lì)下的振動(dòng)響應(yīng)，最大值0.05768mm：
03 圓柱結(jié)構(gòu)受雙簡(jiǎn)諧激勵(lì)
當(dāng)兩力相位差180度（等于模態(tài)振型的相位差）
圓柱結(jié)構(gòu)的振動(dòng)響應(yīng)，最大值
0.11513mm=0.05768mm*2
：
如果兩力同相位：
圓柱結(jié)構(gòu)的振動(dòng)響應(yīng)，幾乎沒有變形：
也可能是如下兩個(gè)力：
圓柱結(jié)構(gòu)的振動(dòng)響應(yīng)，看起來像在轉(zhuǎn)動(dòng)（其實(shí)沒有轉(zhuǎn)）：
綜上可得結(jié)論：
01 單激勵(lì)下，頻率相近則發(fā)生共振，激勵(lì)位置不影響振型的形式，影響振型的角度。
02 雙激勵(lì)下，頻率相近不一定發(fā)生共振，和相位關(guān)系很大，可能相互疊加，也可能相互抵消。
03 雙激勵(lì)下，可能產(chǎn)生的圓柱轉(zhuǎn)動(dòng)現(xiàn)象，是一種錯(cuò)覺，各處此起彼伏看起來像轉(zhuǎn)動(dòng)而已。
04 電機(jī)中徑向電磁力波的力型
在電機(jī)定子避開共振設(shè)計(jì)中，會(huì)提到共振的兩個(gè)條件：第一，電磁力的頻率和模態(tài)頻率接近；第二，電磁力的力型和模態(tài)振型接近。從上文的動(dòng)畫中，可以看出，激勵(lì)之間的相位關(guān)系確實(shí)影響結(jié)構(gòu)的響應(yīng)。
電機(jī)中的徑向電磁力分布在定子圓柱面上，力型其實(shí)就是描述這些電磁力的相位關(guān)系。如下圖紅線（某時(shí)刻的電磁力幅值分布），其實(shí)表達(dá)的就是電磁力的相位關(guān)系，拿n=3來說，設(shè)此刻三個(gè)角點(diǎn)的相位是90度，凹進(jìn)去的三個(gè)點(diǎn)，相位則為270度，紅線與黑線的交點(diǎn)則為180度或者0度。下圖紅線也是定子n=3的模態(tài)振型。
展開 電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)NVH系列：電機(jī)徑向力相位對(duì)振動(dòng)噪聲的影響
但由于開槽及飽和效應(yīng)，斜極后不同段上電磁力相位差并不滿足上述關(guān)系，進(jìn)而導(dǎo)致型斜極及ZigZag斜極并不能有效改善高速區(qū)NVH問題。由此說明應(yīng)該高速區(qū)振動(dòng)噪聲峰值一方面取決于徑向電磁力幅值，另一方面不同段上電磁力的相位將對(duì)徑向振動(dòng)的幅值產(chǎn)生顯著影響。
在電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)早期開發(fā)或者NVH優(yōu)化時(shí)，為控制高速區(qū)徑向振動(dòng)問題，通常對(duì)徑向電磁力幅值進(jìn)行控制或優(yōu)化。但如果忽略了不同段之間徑向力相位的影響，有可能導(dǎo)致優(yōu)化目標(biāo)不準(zhǔn)確,甚至預(yù)期降噪效果與實(shí)際降噪效果產(chǎn)生嚴(yán)重偏離。
本文借助仿真結(jié)果,首先對(duì)比理想狀態(tài)下即徑向力相位差與斜極角度滿足1式條件下，不同斜極形式對(duì)振動(dòng)噪聲的影響；其次對(duì)比實(shí)際狀態(tài)下不同斜極形式對(duì)振動(dòng)噪聲的影響；最后，提取某電磁方案在迭代優(yōu)化過程中不同段上徑向電磁力幅值及相位的變化，借此探討如何在優(yōu)化過程中考慮相位對(duì)振動(dòng)響應(yīng)的影響，進(jìn)而得到更加準(zhǔn)確合理的優(yōu)化目標(biāo)。
1.零階結(jié)構(gòu)模態(tài)
本文計(jì)算中結(jié)構(gòu)前三階圓柱模態(tài)如下圖1.1所示，更高階零階模態(tài)超出了本文分析頻段范圍，在此不再展示。前三階零階模態(tài)頻率如表1.1所示。
展開 淺談新能源汽車NVH—永磁同步驅(qū)動(dòng)電機(jī)徑向電磁力致噪聲的來龍去脈
且隨著驅(qū)動(dòng)電機(jī)朝著寬調(diào)速區(qū)間、更高轉(zhuǎn)速、輕量化等方向的發(fā)展，給電機(jī)的NVH性能開發(fā)帶來了更多的挑戰(zhàn)。電機(jī)的NVH涉及的知識(shí)較為交叉，一些概念容易被混淆從而加大理解的難度，本文將針對(duì)永磁同步電機(jī)徑向電磁力致噪聲，力求用直白的描述簡(jiǎn)略地介紹清楚其中的機(jī)理。
圖1.傳統(tǒng)燃油車和新能源車的NVH問題分布
1
本文討論范圍的界定
驅(qū)動(dòng)電機(jī)噪聲可以大致分為機(jī)械噪聲、電磁噪聲、氣動(dòng)噪聲（液冷則無），其中電磁噪聲機(jī)理相對(duì)復(fù)雜，聲品質(zhì)較差，常表現(xiàn)為高頻的嘯叫，容易引起人們的不適，電磁噪聲是本文討論的范疇。
電機(jī)電磁噪聲是由電磁力引起，其中電磁力可以分為麥克斯韋力和磁致伸縮力，一般情況磁致伸縮力的噪聲貢獻(xiàn)較小，本文只討論麥克斯韋電磁力；按照電機(jī)的結(jié)構(gòu)，一般將電磁力分為切向力和徑向力，切向電磁力一般會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，進(jìn)一步帶來振動(dòng)噪聲，而徑向電磁力會(huì)導(dǎo)致定子振動(dòng)從而向結(jié)構(gòu)傳遞振動(dòng)和向空氣輻射噪聲，如圖2所示。限于篇幅，徑向電磁力導(dǎo)致的永磁同步電機(jī)定子振動(dòng)噪聲是本文討論的對(duì)象。
展開 淺談新能源汽車NVH—永磁同步驅(qū)動(dòng)電機(jī)徑向電磁力致噪聲的來龍去脈
且隨著驅(qū)動(dòng)電機(jī)朝著寬調(diào)速區(qū)間、更高轉(zhuǎn)速、輕量化等方向的發(fā)展，給電機(jī)的NVH性能開發(fā)帶來了更多的挑戰(zhàn)。電機(jī)的NVH涉及的知識(shí)較為交叉，一些概念容易被混淆從而加大理解的難度，本文將針對(duì)永磁同步電機(jī)徑向電磁力致噪聲，力求用直白的描述簡(jiǎn)略地介紹清楚其中的機(jī)理。
圖1.傳統(tǒng)燃油車和新能源車的NVH問題分布
1 本文討論范圍的界定
驅(qū)動(dòng)電機(jī)噪聲可以大致分為機(jī)械噪聲、電磁噪聲、氣動(dòng)噪聲（液冷則無），其中電磁噪聲機(jī)理相對(duì)復(fù)雜，聲品質(zhì)較差，常表現(xiàn)為高頻的嘯叫，容易引起人們的不適，電磁噪聲是本文討論的范疇。
電機(jī)電磁噪聲是由電磁力引起，其中電磁力可以分為麥克斯韋力和磁致伸縮力，一般情況磁致伸縮力的噪聲貢獻(xiàn)較小，本文只討論麥克斯韋電磁力；按照電機(jī)的結(jié)構(gòu)，一般將電磁力分為切向力和徑向力，切向電磁力一般會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，進(jìn)一步帶來振動(dòng)噪聲，而徑向電磁力會(huì)導(dǎo)致定子振動(dòng)從而向結(jié)構(gòu)傳遞振動(dòng)和向空氣輻射噪聲，如圖2所示。限于篇幅，徑向電磁力導(dǎo)致的永磁同步電機(jī)定子振動(dòng)噪聲是本文討論的對(duì)象。
展開 
通過仿真快速評(píng)估血管支架的徑向支撐力 ￥6
徑向支撐力是評(píng)價(jià)自擴(kuò)張血管植入支架的固定有效性的重要項(xiàng)目之一，如果僅通過打樣測(cè)試的方法則費(fèi)時(shí)費(fèi)力費(fèi)銀子，采用有限元的方法可以快速評(píng)估不同支架結(jié)構(gòu)（波數(shù)、波高、絲徑、波峰谷弧度等）的徑向支撐力。
更多精彩內(nèi)容關(guān)注微信公眾號(hào)：CAE案例酷
新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)NVH仿真中的電磁力處理
電機(jī)NVH是一個(gè)多物理場(chǎng)耦合的問題，其中涉及到的電磁、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)、熱流等領(lǐng)域，對(duì)應(yīng)仿真也需要采用多個(gè)不同領(lǐng)域的求解器聯(lián)合求解。目前，對(duì)于由于電磁載荷引起的電機(jī)噪聲仿真一般采取先進(jìn)行電磁仿真提取電磁力，然后將提取的電磁力加載到結(jié)構(gòu)有限元模型上進(jìn)行結(jié)構(gòu)振動(dòng)噪聲仿真的流程。
電磁仿真需要采用考慮運(yùn)動(dòng)的時(shí)域求解器，因此往往采用2D模型提高仿真分析效率。結(jié)構(gòu)有限元模型往往為三維網(wǎng)格，求解采用頻域算法。電磁仿真的模型和結(jié)構(gòu)仿真模型是兩套不同的模型網(wǎng)格。如何快速高效的建立電磁仿真和結(jié)構(gòu)振動(dòng)噪聲仿真模型之間的數(shù)據(jù)傳遞是目前大多數(shù)電機(jī)NVH仿真工程師所關(guān)心的。西門子Simcenter 3D技術(shù)團(tuán)隊(duì)針對(duì)這個(gè)問題，開發(fā)了針對(duì)性的程序，可以快速方便的解決從電磁仿真到振動(dòng)噪聲仿真之間電磁力處理的問題。程序功能主要應(yīng)用可以概況為以下幾點(diǎn)：
1. 任意定子結(jié)構(gòu)加載位置選擇
為了實(shí)現(xiàn)低噪音設(shè)計(jì)，在電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中定子齒的齒頂往往不再是圓弧形。出現(xiàn)了平齒、內(nèi)凹、外凸等多種形狀。針對(duì)這些新的結(jié)構(gòu)型式，如何能夠快速高效的提取齒頂?shù)妮d荷？
在我們的程序中，只需要設(shè)置關(guān)注的區(qū)域范圍，軟件會(huì)基于實(shí)際的2D電磁網(wǎng)格及電磁力自動(dòng)提取齒頂?shù)碾姶?em>力，并將2D的電磁仿真計(jì)算出的電磁力拉伸為用于有限元網(wǎng)格加載的電磁力。通過該程序，我們可以實(shí)現(xiàn)：
精確考慮外凸和內(nèi)凹齒面效果
精確切向力引起定子齒變形
減小電磁力文件大小
2. 基于多個(gè)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速的電磁階次力提取
在計(jì)算電機(jī)加速噪聲時(shí)的電機(jī)轉(zhuǎn)速是變化的，在電磁仿真時(shí)的工況為恒定轉(zhuǎn)速工況。電機(jī)實(shí)際的振動(dòng)噪聲問題往往體現(xiàn)為階次的特征，所以采用階次計(jì)算的方式計(jì)算振動(dòng)噪聲可以更好的對(duì)電機(jī)振動(dòng)噪聲進(jìn)行分析。
展開 電機(jī)振動(dòng)噪聲建模分析:基于ANSYS Workbench平臺(tái)的電機(jī)電磁噪聲仿真分析
圖61 A記權(quán)聲壓級(jí)
4.結(jié)論
本操作案例僅介紹了如何在ANSYS Workbench平臺(tái)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(duì)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(hào)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(duì)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(tái)。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(duì)電機(jī)本體和控制系統(tǒng)作出有效評(píng)估。
對(duì)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(duì)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(huì)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(shí)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(tái)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
c=jishulink
ANSYS官方招聘信息
招聘 | ANSYS合作伙伴正在招募電磁仿真應(yīng)用工程師
ANSYS是工程仿真解決方案的全球領(lǐng)導(dǎo)者，致力于通過 “無所不在的仿真” 打造健康可持續(xù)的生態(tài)圈，這離不開客戶、合作伙伴、高校以及各相關(guān)組織的積極參與和合作，如今，ANSYS在中國已經(jīng)與40多家合作伙伴建立了長(zhǎng)期穩(wěn)定的合作關(guān)系。不斷拓展的合作伙伴網(wǎng)絡(luò)確保ANSYS仿真解決方案能夠覆蓋更廣泛的潛在客戶，及時(shí)向客戶提供豐富的產(chǎn)品、資源、培訓(xùn)與支持，以幫助客戶獲得仿真驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品研發(fā)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。近期，為了深耕中國市場(chǎng)更好地服務(wù)本地客戶，ANSYS合作伙伴隆重推出仿真技術(shù)應(yīng)用工程師招聘項(xiàng)目，面向全社會(huì)廣泛招募仿真人才。
成功應(yīng)聘者將參加ANSYS和合作伙伴共同舉辦的為期半年的實(shí)習(xí)培訓(xùn)，屆時(shí)與ANSYS技術(shù)專家一起在實(shí)戰(zhàn)中提升工程仿真能力。以“培養(yǎng)電磁仿真工程師，增強(qiáng)合作伙伴技術(shù)力”為培訓(xùn)項(xiàng)目主題，通過6個(gè)月的精心培養(yǎng)和嚴(yán)格訓(xùn)練，打造為具有初步獨(dú)立工作能力的電磁仿真工程師。ANSYS合作伙伴也將獲得電磁仿真方面的能力提升，為進(jìn)一步拓展相關(guān)業(yè)務(wù)領(lǐng)域打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
此次招聘開放多個(gè)仿真應(yīng)用工程師崗位，如高頻仿真工程師和電機(jī)仿真工程師，工作地點(diǎn)位于北京、上海、廣州、深圳、武漢等城市，熱烈歡迎感興趣的各位踴躍報(bào)名申請(qǐng)。詳細(xì)崗位和具體要求如下，請(qǐng)應(yīng)聘者通過下方途徑投遞簡(jiǎn)歷。
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(huì)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(dòng)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(tái)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(duì)電機(jī)噪聲水平進(jìn)行評(píng)估。
此次網(wǎng)絡(luò)直播吸引了眾多觀眾在線觀看，在會(huì)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(chǎng)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(jí)的功能，首場(chǎng)新品發(fā)布已于2月25日成功舉辦?，F(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(dòng)數(shù)字創(chuàng)新”系列在線研討會(huì)；5月，我們還將迎來兩大全新網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)專題：芯片SI/PI與可靠性分析系列，以及Ansys 2020 R1針對(duì)SI/PI和EMC技術(shù)亮點(diǎn)及案例系列。我們非常有幸邀請(qǐng)到多位高級(jí)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(huì)有獎(jiǎng)反饋 - 可免費(fèi)獲取本場(chǎng)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(jiǎng)勵(lì)！
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(duì)其進(jìn)行溫度仿真分析,分析對(duì)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(huì)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(duì)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(duì)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(duì)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(huì)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(zhǎng)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(jiǎn)單的對(duì)線圈的直邊長(zhǎng)、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(duì)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(duì)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(lì)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(lì)。
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(dòng)傳動(dòng)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(duì)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(chǎng)仿真工具，協(xié)助用戶在電機(jī)及電動(dòng)車從早期設(shè)計(jì)和驗(yàn)證階段開始就能準(zhǔn)確的評(píng)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。
此次網(wǎng)絡(luò)直播吸引了眾多觀眾在線觀看，在會(huì)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(chǎng)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(jí)的功能，首場(chǎng)新品發(fā)布已于2月25日成功舉辦?，F(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(dòng)數(shù)字創(chuàng)新”系列在線研討會(huì)；5月，我們還將迎來兩大全新網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)專題：芯片SI/PI與可靠性分析系列，以及Ansys 2020 R1針對(duì)SI/PI和EMC技術(shù)亮點(diǎn)及案例系列。我們非常有幸邀請(qǐng)到多位高級(jí)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(huì)有獎(jiǎng)反饋 - 可免費(fèi)獲取本場(chǎng)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(jiǎng)勵(lì)！
展開 白皮書 | Ansys電機(jī)NVH仿真解決方案
Ansys NVH解決方案
針對(duì)NVH的Ansys多物理場(chǎng)分析包括四個(gè)部分。首先，通過電機(jī)的電磁仿真，確定與電機(jī)性能有關(guān)的徑向力、切向力和軸向力。然后，結(jié)構(gòu)仿真將力耦合到電機(jī)外殼中。再次，生成輻射振動(dòng)噪聲結(jié)果。最后，將聲學(xué)結(jié)果轉(zhuǎn)化成聲音文件還原。該多物理場(chǎng)方法，從總體上反映了電機(jī)的電磁、結(jié)構(gòu)和聲學(xué)性能。為電機(jī)建立了完整的聲學(xué)模型后，電氣和機(jī)械工程師就可以修改設(shè)計(jì)，在滿足電磁性能要求的同時(shí)降低NVH。
該多物理場(chǎng)解決方案，包括了電機(jī)本體產(chǎn)生的電磁力、結(jié)構(gòu)振動(dòng)和諧響應(yīng)以及輻射振動(dòng)噪聲。解決方案整合了電磁、結(jié)構(gòu)和聲學(xué)工程，助力工程師全面優(yōu)化電動(dòng)汽車的NVH表現(xiàn)。
電機(jī)最重要的NVH現(xiàn)象是電磁力產(chǎn)生的嘯叫噪聲。使用Ansys Maxwell可計(jì)算出電機(jī)單個(gè)轉(zhuǎn)速和多個(gè)轉(zhuǎn)速下的電磁力，電磁力的計(jì)算結(jié)果可以傳遞到Ansys Mechanical，從而仿真電機(jī)模態(tài)和諧響應(yīng)情況。這為空氣聲傳播和ERP的建模提供了途徑，并展示了結(jié)構(gòu)因素在動(dòng)力系統(tǒng)聲音中的作用。聲學(xué)仿真輸出的是噪聲的頻譜響應(yīng)，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(jī)的聲學(xué)特征。
電機(jī)電磁噪聲仿真結(jié)合了電磁分析和機(jī)械分析兩者的分析結(jié)果。循序漸進(jìn)的NVH分析步驟，可以提供準(zhǔn)確的電磁激勵(lì)聲學(xué)噪聲，從聲學(xué)角度評(píng)估電機(jī)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(jī)械噪聲，開展綜合全面的聲學(xué)分析。這樣的多物理場(chǎng)解決方案，在整個(gè)研發(fā)電動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)的過程中都能發(fā)揮重要作用。
Ansys Maxwell-優(yōu)化NVH的關(guān)鍵
Ansys Maxwell讓工程師能夠創(chuàng)建并測(cè)試各類電機(jī)的數(shù)字化原型。一般來說，電機(jī)的幾何結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，但通過Ansys Maxwell進(jìn)行電機(jī)設(shè)計(jì)卻很容易。
展開 基于ANSYS Workbench平臺(tái)的電機(jī)電磁噪聲仿真分析
圖61 A記權(quán)聲壓級(jí)
4.結(jié)論
本操作案例僅介紹了如何在ANSYS Workbench平臺(tái)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(duì)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)。
以上文章來源于ANSYS，作者ANSYS中國
