中低頻電磁仿真的案例
低頻電磁仿真|新能源汽車性能提升的利器
SPMSM通常用于輕型電動汽車和混合動力汽車中；IPMSM則用于重型電動汽車、公交車和地鐵等需要高效率和大功率的場合。</p><p><br></p><p class="ql-align-center"><strong>電機性能優化——低頻電磁仿真</strong></p><p>作為新能源汽車的動力源，<span style="color: rgb(0, 0, 0);">永磁同步電機的性能直接影響著汽車的續航里程及行駛狀況。通過</span><strong style="color: rgb(0, 128, 255);">低頻電磁仿真</strong>可以分析得出永磁同步電機的磁場分布、電磁力、轉矩、功率等性能指標，從而<span style="color: rgb(0, 128, 255);">優化電機的設計方案</span>，如調整電機的磁環設計、轉子和定子的結構設計、增加永磁體數量等，從而<span style="color: rgb(0, 128, 255);">提升電機性能</span>。不僅如此，<span style="color: rgb(0, 0, 0);">仿真分析</span>還可實現在電機打樣前多次調整設計參數，能夠有效<span style="color: rgb(0, 128, 255);">降低電機廠家打樣成本</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">，</span><span style="color: rgb(0, 128, 255);">提高研發生產效率</span>和<span style="color: rgb(0, 128, 255);">樣機出廠質量</span>，逐漸成為電機設計制造過程中的重要環節。
展開 新能源汽車電機低頻電磁場仿真應用
通過低頻電磁場仿真可以分析得出電機的磁場分布、電磁力、轉矩、功率等性能指標，從而優化電機的設計方案，提升電機性能。不僅如此，仿真分析還可實現在電機打樣前多次調整設計參數，能夠有效降低電機廠家打樣成本，提高研發生產效率和樣機出廠質量，逐漸成為電機設計制造過程中的重要環節。
二、云道智造仿真平臺
云道智造通用多物理場仿真PaaS平臺伏圖(Simdroid)具備完備的低頻電磁場分析功能，支持多物理場耦合仿真，為仿真工作者提供前處理、求解分析和后處理工具。功能特點：
電場、電流場和磁場的靜態、瞬態和時諧分析，通電導體的運動和場路耦合分析等分析類型；
電荷、電流、電壓、電路和外加電磁場等激勵；
懸浮電位、周期邊界、開放邊界和滑動邊界等邊界條件；
電容、電導、電感、損耗、電磁力等后處理計算功能。
作為仿真PaaS平臺，伏圖內置的APP開發器支持用戶以無代碼化的方式便捷封裝參數化仿真模型及仿真流程，將仿真知識、專家經驗轉化為可復用的仿真APP。封裝好的仿真APP可通過工業仿真APP商店Simapps，實現云端部署與在線應用，為用戶提供在線仿真工具。
三、電機仿真APP
1. 同步磁阻電機仿真APP
同步磁阻電機具有結構簡單、堅固耐用、效率高、調速范圍廣、成本較低等優勢。
使用同步磁阻電機仿真APP進行仿真計算，可以得到電機的磁感應強度云圖、電壓、磁鏈、電磁轉矩等結果。通過改變定轉子尺寸及電機驅動參數，工程師可以評估多種電機方案。
同步磁阻電機仿真APP
2、內置式永磁同步電機仿真APP
內置式永磁同步電機是一種將永磁體直接嵌入到轉子內部的電動機，通過永磁體產生的磁場與定子繞組產生的旋轉磁場相互作用，實現電能到機械能的轉換。
展開 低頻電磁仿真 | 新能源汽車性能提升的利器
SPMSM通常用于輕型電動汽車和混合動力汽車中；IPMSM則用于重型電動汽車、公交車和地鐵等需要高效率和大功率的場合。
電機性能優化 低頻電磁仿真
作為新能源汽車的動力源，永磁同步電機的性能直接影響著汽車的續航里程及行駛狀況。通過低頻電磁仿真可以分析得出永磁同步電機的磁場分布、電磁力、轉矩、功率等性能指標，從而優化電機的設計方案，如調整電機的磁環設計、轉子和定子的結構設計、增加永磁體數量等，從而提升電機性能。不僅如此，仿真分析還可實現在電機打樣前多次調整設計參數，能夠有效降低電機廠家打樣成本，提高研發生產效率和樣機出廠質量，逐漸成為電機設計制造過程中的重要環節。
云道智造通用多物理場仿真PaaS平臺伏圖（Simdroid）具備自主可控的低頻電磁求解器，支持多物理場耦合仿真，在統一友好的環境中為仿真工作者提供前處理、求解分析和后處理工具。其內置APP開發器，支持用戶以無代碼化的方式便捷封裝參數化仿真模型及仿真流程。下面我們就來看下如何使用伏圖低頻電磁模塊對表面永磁同步電機 (SPMSM)進行仿真分析，并封裝為仿真APP
結語
通過低頻電磁仿真分析可以得出永磁同步電機的空載工況，包括反電動勢、磁鏈、磁感應強度分布、齒槽轉矩等參數，也可以得到負載工況關注的電磁轉矩和功率密度分布等重要參數，工程師可根據這些參數，優化電機設計。
隨著新能源汽車行業的快速發展，永磁同步電機的應用將越來越廣泛，對電機的性能也提出更高的要求。通過使用云道智造通用多物理場仿真PaaS平臺伏圖（Simdroid）進行低頻電磁仿真分析，可為永磁同步電機的設計優化提供科學的指導，進而提升電機性能，有助于電機廠家滿足日益增長的市場需求，獲得有力的市場競爭優勢。
展開 ANSYS Maxwell 低頻電磁場仿真全解析
ANSYS Maxwell 憑借其強大的功能和準確的仿真能力，成為低頻電磁場仿真領域不可或缺的工具，為各行業的產品研發和技術創新提供了重要的技術支持。
Infolytica軟件在電磁閥電磁仿真中的解決方案
電磁閥利用通電線圈激磁產生電磁力驅動閥芯運動以開啟和關閉閥門結構緊湊、尺寸小、重量輕、密封良好、維修簡便、可靠性高是自動控制領域的重要部件。但是電磁閥的電磁設計目前往往還停留在基于磁路的方式、憑經驗公式或模仿國外同類產品產品性能靠估算和事后測試。 比例電磁鐵作為電液比例閥的關鍵部件是電液比例閥應用最多的電—機械轉換器其功能是將輸入的電流信號轉換成力或位移信號輸出其軸向推力與線圈電流成正比且在有效行程范圍內保持恒定。由于影響比例電磁鐵性能特性的結構參數較多傳統設計一般采用磁路法對各個結構參數作用評估往往不夠具體和準確需要采用電磁有限元方法進行準確計算。
Infolytica軟件在電磁閥電磁仿真中的解決方案.pdf
展開 探秘電磁奧義 | CST電磁場仿真在智能汽車設計中的應用
為什么智能汽車行業比以往更需要需要電磁仿真？
智能汽車中的高級駕駛輔助系統利用攝像頭、激光雷達等各種技術來確保安全舒適的駕駛體驗，各類傳感器更是未來實現自動駕駛的基石。在這些技術中，雷達在探測和跟蹤物體方面發揮著至關重要的作用。
當集成到車輛中時，雷達的性能會受到車身及其附近其他部件的影響，包括保險杠、底盤和電纜等。保險杠的材料、形狀和厚度以及周圍的散射部件傳感器對雷達的性能影響很大。
在這種需求下，CST電磁和多物理場仿真是不可或缺的。在虛擬環境中驗證汽車雷達設計。研究各類傳感器集成到車輛中時的性能影響，在實際原型準備好之前模擬現實條件進行仿真分析，有助于在產品開發階段盡早納入設計變更并節省成本。
在下圖我們可以簡單對比仿真是如何為企業節約時間和成本的：
CST能做到什么？
對于智能汽車的天線和傳感器組件優化，達索CST（電磁和多物理場仿真軟件）工作室套裝，能夠對天線元件的輻射特性進行仿真，減少實驗室中的測試，可以輕松實現以下兩個方面的仿真：
1、在多層射頻板上設計饋電結構和輻射元件的布局。
2、建立匹配的天線罩，同時瀏覽復雜的綜合傳感器模型，其中包括射頻板、天線罩、封裝、數據連接器、外殼和其他組件。
CST 中的時域 – FIT 技術是一種功能強大且多功能的求解器，可以在單次運行中進行高精度模擬，因此可以非常有效地解決傳感器開發中的上述挑戰。
CST仿真驗證汽車保險杠對雷達的影響
因為雷達和其他傳感器常被安裝在汽車的保險杠中，傳感器和保險杠之間存在的干擾也是重點仿真對象。保險杠具有復雜的多層結構，以塑料、金屬構成的基礎層上噴涂有底漆。
展開 電力變壓器中的電磁場仿真
電力變壓器中的電磁場仿真
玩具熊制作過程中的電磁感應加熱仿真 ￥500
<p>本案例建立了一電磁感應加熱裝置，基于COMSOL軟件模擬了玩具熊制作過程中的電磁感應加熱過程，幾何模型如圖1所示。仿真結果如圖2所示。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202205/imgs/c56395adfdc648d499ba30783ae4df9c.png" alt="Untitled31.png"></p><p class="ql-align-center"><strong>圖1 幾何模型</strong></p><p><img src="https://img.jishulink.com/202205/imgs/15e33f57252c4a27bde1c88a8cea9746.png" alt="Untitled32.png"></p><p class="ql-align-center"><strong>電磁場分布</strong></p><p><img src="https://img.jishulink.com/202205/imgs/d67d0fbcaa8f41998b375f893ed5367a.png" alt="Untitled33.png"></p><p class="ql-align-center"><strong>玩具熊的電磁感應加熱制作過程</strong></p><p>感興趣的朋友可以下載模型，歡迎交流合作</p>
展開 在電磁波仿真中定義材料屬性的 3 種方法
如果集膚深度小于對象，那建議使用邊界層網格剖分來求解邊界法向方向上的場中的強烈變化，每單位集膚深度應至少使用一個單元，同時應使用至少三個邊界層單元。如果集膚深度大于介質的等效波長，那就可以通過在每波長應用五個單元來求解介質本身的波長，如上方左圖所示。
小結
本文我們介紹了在 COMSOL Multiphysics 中定義電磁波模型的材料屬性的幾種方法。我們發現，在一定頻率范圍內，用于定義相對介電常數的材料模型甚至也適合定義金屬材料。另一方面，根據 “模擬電磁波問題中的金屬對象” 文章中的介紹，我們還可以通過邊界條件定義金屬域。結合我們之前發布的關于模擬開放邊界條件及模擬端口的文章，我們已經基本掌握了電磁波模擬的所有相關基礎知識。
本文來自： COMSOL 博客
展開 新能源汽車驅動電機NVH仿真中的電磁力處理
我們的程序中可以基于不同轉速的unv電磁力時域數據進行處理，導出在第一步提取齒頂的區域三維的階次電磁力。通過該程序，我們可以實現：
同時提取多個階次
轉速差值
精確模擬模態共振的效果
3. 分段斜極的電磁力提取
在實際電機設計中，低噪音設計方案還經常會考慮分段斜極。對于分段斜極的電機電磁力應用如何提取？這是我們經常會遇到的問題。分段斜極可以考慮為有空間相位的多個直極電機疊加而成。因此，在進行分段斜極拉伸時的輸入可以考慮為多個2D電磁力分別拉伸并組合。
我們的程序中可以在階次電磁力提取的同時考慮分段斜極拉伸。將多個2D電磁仿真分析的unv電磁力結果進行處理，整合成一個用于結構振動噪聲仿真的電磁力輸入。通過該程序，我們可以實現：
實現分段斜極2D-3D電磁力轉換
支持V型斜極拉伸
直接作為電磁力載荷輸入
我們的程序可以快速方便的解決從電磁仿真到振動噪聲仿真之間電磁力處理的問題，結合西門子Simcenter 3D中電磁仿真和振動噪聲仿真工具，可以快速便捷的實現各種復雜情況電磁載荷引起的電機噪聲仿真。
展開 ANSYS在電磁作動器設計中的仿真應用
驅動電路與Maxwell有限元模型瞬態鏈接實現協同仿真；機械管腳直接連接定義重量、力、彈簧和停止位限制的裝置等。
圖4：Simplorer平臺下作動器系統級仿真
左圖為線圈電流、電壓隨銜鐵位置變化的曲線；右圖為銜鐵受力對時間的波形
電磁-熱仿真
一旦在電磁場仿真分析中得到時域下的線圈和鐵芯損耗，就可以通過ANSYN WB環境映射到ANSYS Mechanical或者ANSYS CFD（計算流體動力學）中做熱分析，如圖5所示。一，電磁場分析得到的總損耗空間分布映射到ANSYS CFD（計算流體動力學）熱模型中，CFD軟件能夠精確計算復雜散熱環境，包括對流和傳熱，直接計算各部件的溫升并將溫度數據反饋回Maxwell中修改材料的溫度屬性重新計算損耗，如此雙向耦合反復迭代，得到作動器線圈和鐵芯等部件穩態溫度。二，也可以在溫度場計算中采用簡單設置，即在Mechanical中直接定義傳熱系數，或者此傳熱系數由CFD軟件計算得到，再通過電磁-熱瞬態熱性能和熱循環分析迭代多次后得到作動器的穩態溫度，此流程的仿真計算速度要比在CFD中直接計算溫升快。
圖5：ANSYS WB可直接映射電磁損耗到靜態Mechanical或者動態CFD熱模型中，實現電磁、熱雙向耦合分析
總結
ANSYS集成化設計平臺，提供了電磁作動器電磁場有限元精確分析和設計工具，既能完成作動器本體靜態、瞬態磁場分析，也能完成熱場、電路和系統分析。可以幫助公司便捷、準確地實現無縫集成的一體化作動器設計流程，通過高精度仿真，最大限度的減少制作樣機次數，縮短開發周期，降低開發成本，有利于公司在激烈競爭中脫穎而出。
來源： 中潤漢泰
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小家電行業解決方案研討會：美的集團仿真技術專家在線分享應用案例！
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演講嘉賓
方獻軍
Altair HyperWorks
技術經理
演講主題：
仿真助力小家電產品開發
陸淑君
Altair 高級應用工程師
演講主題：
小家電跌落性能評價及提升
小家電典型工況簡介
小家電跌落工況建模
高精度建模的關鍵-材料模型和參數
聯合仿真簡介
王晨
Altair 高級專家
演講主題：
高頻電磁在家電行業中的應用及特性
Altair 高頻電磁仿真技術
PCB 電氣性能驗證
小家電天線布局性能評估
智能家電信號覆蓋分析
陳剛
Altair CFD技術經理
演講主題：
風扇氣動噪聲的模擬
基于LBM算法的計算聲學CAA仿真
熊春明
Altair 高級應用工程師
演講主題：
小家電結構強度分析及優化應用
小家電結構強度問題及案例介紹
小家電結構優化案例介紹
漆偉
Altair 制造仿真技術專家
演講主題：
塑料件注塑成型工藝仿真
同一平臺完成注塑多物理過程仿真
于安山
Altair 低頻電磁應用高級工程師
演講主題：
家電產品中的低頻電磁仿真與優化設計
家電產品中的低頻電磁應用
家電用高速電機設計要點與電磁優化設計
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