爪極電機的案例
電機氣動噪聲論文分享
爪極電機氣動噪聲數值模擬及機理分析_左曙光.pdf
爪極電機氣動噪聲數值模擬及優化_左曙光.pdf
ANSYS知識庫 | Maxwell相關：如何定義阻抗邊界條件?（一）
解決辦法：以爪極電機為例
★ 第一步：正常計算正常施加主邊界條件
正常施加主邊界條件
★ 第二步：施加從邊界條件，方向與主邊界條件相反，奇對稱：
從邊界條件
從邊界條件定義
★ 第三步：修改計算周期數
★ 效果，計算結果一致，但耗時大大減少。
來源于：ANSYS官網
關于maxwell中直線和旋轉運動設置的相關說明
根據電機學基本原理，對發電機，空載感應電動勢超前于電壓一個角度，該角度就為功角（δ）。對于電動機，則為滯后關系。因此，若所仿真模型為電動機（發電機），施加激勵源為電壓源時，那么A相電壓源表達式應為UA= Um*sin（ωt+δ）（對發電機：UA= Um*sin（ωt-δ）），其他兩相可依據三相對稱關系寫出。
三、有關說明：
1、對于旋轉運動，本帖所述方法具有很廣的適用范圍，可適用于所有類別的同步電機，諸如汽輪發電機，水輪發電機，永磁同步電機，爪極電機，感應子電機，等等。
2、也可以不按照本帖中默認的轉子位置角及激勵源初始相位角進行設置，但無論怎樣，二者一定要相匹配，即轉子在空間上轉動多少電角度，那么電壓或電流在時間上也應轉動相應的電角度。
3、如果轉子初始位置角和激勵源初始相位角不匹配，那么仿真所得到的電流，轉矩，功率曲線都是錯誤的，而反電勢和電壓是不受影響的，其中道理不難理解。
4、本貼是基于sin函數施加激勵，也可以采用cos函數，但轉子位置角需要在本帖所述方法基礎上，移動90度電角度。
5、不建議采用電流源，因為對于二維模型，若施加電流源且導線形式設置為多股（stranded），則無法計及電機繞組和端部電感。若導線形式設置為單股（solid），雖然可計及電阻，但與電機多股導線實際情況不符。
6、附件為基于Ansoft 14版本，電勵磁同步電動機和發電機rmxprt及maxwell模型。在轉子初始位置角及電壓源初始相位角匹配的前提下，分別設置了兩組不同轉子初始位置角及相應的電壓源初始相位角，仿真結果表明，本貼研究結論正確。"
歡迎大家跟帖發表見解。
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根據電機學基本原理，對發電機，空載感應電動勢超前于電壓一個角度，該角度就為功角（δ）。對于電動機，則為滯后關系。因此，若所仿真模型為電動機（發電機），施加激勵源為電壓源時，那么A相電壓源表達式應為UA= Um*sin（ωt+δ）（對發電機：UA= Um*sin（ωt-δ）），其他兩相可依據三相對稱關系寫出。
三、有關說明：
1、對于旋轉運動，本帖所述方法具有很廣的適用范圍，可適用于所有類別的同步電機，諸如汽輪發電機，水輪發電機，永磁同步電機，爪極電機，感應子電機，等等。
2、也可以不按照本帖中默認的轉子位置角及激勵源初始相位角進行設置，但無論怎樣，二者一定要相匹配，即轉子在空間上轉動多少電角度，那么電壓或電流在時間上也應轉動相應的電角度。+
3、如果轉子初始位置角和激勵源初始相位角不匹配，那么仿真所得到的電流，轉矩，功率曲線都是錯誤的，而反電勢和電壓是不受影響的，其中道理不難理解。
4、本貼是基于sin函數施加激勵，也可以采用cos函數，但轉子位置角需要在本帖所述方法基礎上，移動90度電角度。
5、不建議采用電流源，因為對于二維模型，若施加電流源且導線形式設置為多股（stranded），則無法計及電機繞組和端部電感。若導線形式設置為單股（solid），雖然可計及電阻，但與電機多股導線實際情況不符。
6、附件為基于Ansoft 14版本，電勵磁同步電動機和發電機rmxprt及maxwell模型。在轉子初始位置角及電壓源初始相位角匹配的前提下，分別設置了兩組不同轉子初始位置角及相應的電壓源初始相位角，仿真結果表明，本貼研究結論正確。
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關于maxwell中直線和旋轉運動設置的相關說明
根據電機學基本原理，對發電機，空載感應電動勢超前于電壓一個角度，該角度就為功角（δ）。對于電動機，則為滯后關系。因此，若所仿真模型為電動機（發電機），施加激勵源為電壓源時，那么A相電壓源表達式應為UA= Um*sin（ωt+δ）（對發電機：UA= Um*sin（ωt-δ）），其他兩相可依據三相對稱關系寫出。
三、有關說明：
1、對于旋轉運動，本帖所述方法具有很廣的適用范圍，可適用于所有類別的同步電機，諸如汽輪發電機，水輪發電機，永磁同步電機，爪極電機，感應子電機，等等。
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2、也可以不按照本帖中默認的轉子位置角及激勵源初始相位角進行設置，但無論怎樣，二者一定要相匹配，即轉子在空間上轉動多少電角度，那么電壓或電流在時間上也應轉動相應的電角度。
3、如果轉子初始位置角和激勵源初始相位角不匹配，那么仿真所得到的電流，轉矩，功率曲線都是錯誤的，而反電勢和電壓是不受影響的，其中道理不難理解。
4、本貼是基于sin函數施加激勵，也可以采用cos函數，但轉子位置角需要在本帖所述方法基礎上，移動90度電角度。
5、不建議采用電流源，因為對于二維模型，若施加電流源且導線形式設置為多股（stranded），則無法計及電機繞組和端部電感。若導線形式設置為單股（solid），雖然可計及電阻，但與電機多股導線實際情況不符。
6、附件為基于Ansoft 14版本，電勵磁同步電動機和發電機rmxprt及maxwell模型。在轉子初始位置角及電壓源初始相位角匹配的前提下，分別設置了兩組不同轉子初始位置角及相應的電壓源初始相位角，仿真結果表明，本貼研究結論正確。
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解決辦法：以爪極電機為例
★ 第一步：正常計算正常施加主邊界條件
正常施加主邊界條件
★ 第二步：施加從邊界條件，方向與主邊界條件相反，奇對稱：
從邊界條件
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★ 第三步：修改計算周期數
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『轉貼』詳細解讀奇瑞混合動力車BSG/ISG
BSG（Belt-driven Starter Generator）代表了雙軸并聯低度混合式：發動機與電機之間采取皮帶傳動方式進行動力傳輸，以發動機為整車的驅動動力源，電機系統用于實現發動機的快速啟動，在正常行駛工況下BSG電機和常規車發電機一樣由發動機驅動電機發電，給蓄電池充電。當車輛停下時，發動機運轉停止，消除怠速狀態，再啟動時，BSG電機快速啟動發動機。在此結構中，發動機通過主傳動軸與變速器相聯，電機通過皮帶傳動與發動機曲軸相連，電機既可作為發動機，又可作為電動機。BSG系統結構簡單、重量輕，對整車原有結構改動很小，成本低。其系統由“1.6L汽油機＋5速手動變速器＋2kW電機＋12V鉛酸電池”組成，電機采用爪極電機并帶有電機控制系統。
ISG（Integrated Starter Generator）代表了單軸并聯中度混合式：采用發動機和電機扭矩疊加方式進行動力混合，發動機與電機和變速器相并聯，按照不同的行駛工況要求，發動機的扭矩與電機的扭矩在變速器前進行多種形式的復合以實現最優的驅動效率，以發動機為整車主動力源，電機系統起“補峰平谷”作用。在加速時，電機助力，彌補發動機低速扭矩低的不足，在減速和制動時實施剎車能量回收，使電機發電并儲存于動力電池中。在停車時發動機關閉，消除油耗高、排放差的怠速狀態；啟動時電機則瞬時啟動發動機進入工作狀態。ISG系統結構簡單、緊湊、重量輕，可以大幅度改善燃油經濟性、降低排放。其系統由“1.3L汽油機＋5速手動變速器＋10kW電機＋144V鎳氫電池”組成，電機采用永磁同步電機并帶有電機控制系統、逆變器以及AC/DC轉換器。
除以上產品外，奇瑞還有1.3L柴油混合動力型，百公里油耗為3L的計劃。豐田混合動力車普瑞斯的國產意味著國內混合動力車市場即將開啟，而奇瑞顯然已經為此做好了充分的準備。
展開 關于Ansoft maxwell中轉子初始位置角及激勵源初始相位角的說明【forlink團隊原創】
根據電機學基本原理，對發電機，空載感應電動勢超前于電壓一個角度，該角度就為功角（δ）。對于電動機，則為滯后關系。因此，若所仿真模型為電動機（發電機），施加激勵源為電壓源時，那么A相電壓源表達式應為UA= Um*sin（ωt+δ）（對發電機：UA= Um*sin（ωt-δ）），其他兩相可依據三相對稱關系寫出。
三、有關說明：
1、對于旋轉運動，本帖所述方法具有很廣的適用范圍，可適用于所有類別的同步電機，諸如汽輪發電機，水輪發電機，永磁同步電機，爪極電機，感應子電機，等等。
2、也可以不按照本帖中默認的轉子位置角及激勵源初始相位角進行設置，但無論怎樣，二者一定要相匹配，即轉子在空間上轉動多少電角度，那么電壓或電流在時間上也應轉動相應的電角度。
3、如果轉子初始位置角和激勵源初始相位角不匹配，那么仿真所得到的電流，轉矩，功率曲線都是錯誤的，而反電勢和電壓是不受影響的，其中道理不難理解。
4、本貼是基于sin函數施加激勵，也可以采用cos函數，但轉子位置角需要在本帖所述方法基礎上，移動90度電角度。
5、不建議采用電流源，因為對于二維模型，若施加電流源且導線形式設置為多股（stranded），則無法計及電機繞組和端部電感。若導線形式設置為單股（solid），雖然可計及電阻，但與電機多股導線實際情況不符。
6、附件為基于Ansoft 14版本，電勵磁同步電動機和發電機rmxprt及maxwell模型。在轉子初始位置角及電壓源初始相位角匹配的前提下，分別設置了兩組不同轉子初始位置角及相應的電壓源初始相位角，仿真結果表明，本貼研究結論正確。
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根據電機學基本原理，對發電機，空載感應電動勢超前于電壓一個角度，該角度就為功角（δ）。對于電動機，則為滯后關系。因此，若所仿真模型為電動機（發電機），施加激勵源為電壓源時，那么A相電壓源表達式應為UA= Um*sin（ωt+δ）（對發電機：UA= Um*sin（ωt-δ）），其他兩相可依據三相對稱關系寫出。
三、有關說明：
1、對于旋轉運動，本帖所述方法具有很廣的適用范圍，可適用于所有類別的同步電機，諸如汽輪發電機，水輪發電機，永磁同步電機，爪極電機，感應子電機，等等。
2、也可以不按照本帖中默認的轉子位置角及激勵源初始相位角進行設置，但無論怎樣，二者一定要相匹配，即轉子在空間上轉動多少電角度，那么電壓或電流在時間上也應轉動相應的電角度。
3、如果轉子初始位置角和激勵源初始相位角不匹配，那么仿真所得到的電流，轉矩，功率曲線都是錯誤的，而反電勢和電壓是不受影響的，其中道理不難理解。
4、本貼是基于sin函數施加激勵，也可以采用cos函數，但轉子位置角需要在本帖所述方法基礎上，移動90度電角度。
5、不建議采用電流源，因為對于二維模型，若施加電流源且導線形式設置為多股（stranded），則無法計及電機繞組和端部電感。若導線形式設置為單股（solid），雖然可計及電阻，但與電機多股導線實際情況不符。
6、附件為基于Ansoft 14版本，電勵磁同步電動機和發電機rmxprt及maxwell模型。在轉子初始位置角及電壓源初始相位角匹配的前提下，分別設置了兩組不同轉子初始位置角及相應的電壓源初始相位角，仿真結果表明，本貼研究結論正確。
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展開 一文了解基于Motor-CAD的電機快速多學科設計與優化
01基于模板的電機快速設計
Motor-CAD可應用于各種類型的永磁、磁阻、感應電機的快速電磁、熱綜合設計，包括：
永磁同步電機
無刷直流電機
單/三相感應電機
同步磁阻電機
開關磁阻電機
電勵磁同步發電機
永磁直流電機
爪極電機
直流有刷電機
02電機全運行范圍性能快速計算
Motor-CAD Lab 使工程師可以快速地創建效率map圖，繪制扭矩/速度特性，研究連續和峰值熱約束運行包絡，并分析驅動周期循環性能。
效率和損耗map圖
峰值轉矩/轉速曲線
連續轉矩/轉速曲線
開路和短路試驗
DQ 電感曲線計算
多工況銅損、鐵損、永磁體渦流損耗計算
03電機多學科多目標優化設計
利用Motor-CAD與optiSLang之間的接口可以方便的實現電機多學科、多工況、多目標優化設計。
電機效率與成本優化
電機連續轉矩密度/功率密度優化
電機散熱結構優化
電機轉子減重與結構強度優化
電機轉矩脈動與齒槽轉矩優化
電機峰值扭矩/峰值功率優化
基于Motor-CAD的電機快速多學科設計與優化能實現什么？
Ansys Motor-CAD是目前全球范圍內唯一包含電磁、熱、機械的專業電機多學科設計工具，它同時兼顧了計算速度與精度，可在最短時間內完成電機初始方案設計，結合強大的Ansys optiSLang優化工具，使得電機工程師在設計初期對電磁、熱、機械性能進行快速綜合優化的夢想成為可能。
展開 行業應用方案 | 基于Motor-CAD的電機快速多學科設計與優化
借助Motor-CAD與optiSLang，電機工程師可以在概念設計階段快速評估設計參數對電磁、熱、機械強度的綜合影響，在最短時間內給出電機最佳初始設計方案，另外借助Motor-CAD與Maxwell、Twin Builder之間的軟件接口，工程師可進一步對初始設計方案進行電磁場高精度分析、系統級場路協同仿真分析。
01、基于模板的電機快速設計
Motor-CAD可應用于各種類型的永磁、磁阻、感應電機的快速電磁、熱綜合設計，包括：
永磁同步電機
無刷直流電機
單/三相感應電機
同步磁阻電機
開關磁阻電機
電勵磁同步發電機
永磁直流電機
爪極電機
直流有刷電機
02、電機全運行范圍性能快速計算
Motor-CAD Lab 使工程師可以快速地創建效率map圖，繪制扭矩/速度特性，研究連續和峰值熱約束運行包絡，并分析驅動周期循環性能。
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Romax助力法雷奧研發低功耗電驅動系統
因此，我們使用Romax軟件和服務，從架構和布局設計、概念設計以及詳細設計對齒輪和電機進行仿真。當然，這對于查看系統集成也是至關重要的，它允許我們捕獲關鍵的機電交互信息，Romax 軟件為我們提供了一個從組件級到系統級，跨越整個開發周期的一體化環境，可以對集成的電動傳動系統進行全面的靜態和動態分析并允許我們朝著CAE主導的設計過程邁進。”
小型城市電動出行解決方案
法雷奧的新項目計劃是開發一種48V低功耗電驅動系統。他們的設計由一個功率為6-10.5KW的簡單風冷系統，一個定制模塊化變速箱、集成逆變器和永久同步爪極電機組成。Jér?me進一步解釋道：“與大多數項目一樣，第一步我們是根據基本車輛數據、法雷奧電機和逆變器的特性，選擇最佳減速比并優化消耗，努力找到合適的電池類型和尺寸，同時優化系統的全部效率。在這些早期設計階段，我們使用了Romax Concept，這使我們能夠在研究多種布局選項，使Romax Enduro和Romax Spectrum進行系統評估，找到效率、性能和爬坡能力之間的最佳權衡。我們的設計方法同時考慮多個性能目標。優化和可變性分析有助于我們創建高質量的魯棒設計。”
在初步布局研究期間，法雷奧研究了各種解決方案，并決定使用皮帶傳動將電動馬達與齒輪箱連接起來：這種解決方案提供了很大的比率變化，同時保持了裝置的多功能性，可安裝在多種應用中。 Jér?me評論道：“我們有一個理論，即使用傳送帶可以改善解耦，減少兩個子系統之間的相互作用。”盡管法雷奧相信該解決方案會起作用，但第一種設計的性能遠未達到預期效果——“我們觀察到了意外的行為，主要是由于皮帶的剛度，因此我們決定快速評估一些不同的解決方案，與供應商密切合作，以確保我們所仿真的是可制造的。”
由于法雷奧沒有模擬皮帶傳動的經驗，他們向Romax的專業團隊求助。
展開 電磁場分析書籍推薦--《Ansoft 工程電磁場有限元分析》
電氣工程師可以用該軟件來學習有關電磁部件基于電磁場的設計分析，包括電機、變壓器、電磁閥、激勵器等，下載網址為http://www.ansoft.com.cn/download.htm。
本書由中國科學院電工研究所的劉國強博士、趙凌志碩士和北京市科技情報所的蔣繼婭碩士共同執筆編寫。
最后，對ANSOFT公司對本書的大力支持表示衷心的感謝！
由于時間倉促，書中難免存在錯誤和疏漏之處，懇請讀者批評指正。
干貨 | 聯合電子48V電力驅動模塊介紹
從油耗方面來看，第一代48V系統帶來的8~12%節油收益，使得各大主機廠對第二代48V系統的節油效果有著更高的預期；在駕駛體驗方面，第二代48V系統在實現電機與發動機解耦之后，可增加純電起步，純電倒車，高速純電巡航等駕駛體驗。而要滿足第二代48V系統節油率>20%，以及純電行駛的能力，第二代48V系統的電力驅動模塊則需要有更大的扭矩，更高的功率。說到這里，今天的主角就要登場了，它的就是48V 電力驅動模塊（48V Electrical Power-pack），簡稱48V EPK。
01
48V EPK 與第一代BRM的不同之處
作為第二代48V系統的電力驅動模塊，48V EPK與第一代助力回收電機（Boost Recuperation Machine, BRM）有哪些不同呢 ？
安裝位置：BRM通過皮帶集成于發動機后端；48V EPK的集成根據在變速箱不同的接入位置分為P2，P2.5，P3以及P4（接入后軸減速器），實現電機與發動機動力解耦；
電機類型：BRM為5相混合勵磁爪極式電機；48V EPK采用6相永磁同步電機設計方案，具有高功率密度、高效率的優點；
峰值能力：BRM峰值扭矩53Nm（啟發動機工況，僅持續300ms），峰值輸出功率10kW，峰值回收功率12kW；48V EPK峰值扭矩60Nm，峰值輸出功率17kW，峰值回收功率19kW，性能較一代電機有明顯提升；
冷卻方式： BRM冷卻形式為風冷；48V EPK采用水冷散熱，逆變器和電機共用水道設計，達到減少水管連接，且機械結構最小化的目的。
展開 Motor-CAD— 新能源驅動電機快速設計與優化工具
- 電磁分析模塊（EMag）
電機模型庫：無刷永磁（外轉子）/感性/開關磁阻/直流/同步/爪極/單相感應電機等
高效有限元算法：同時兼顧磁路法的理論深度和有限元法的高精度
參數化模型：磁鋼及定轉子/繞組/斜槽斜極
多工況(退磁/瞬態短路/負載和空載等)計算及后處理（腳本編輯和二次開發）
- 熱分析模塊（Therm）
各類冷卻類型及材料庫
熱路/風路自定義及熱路圖自動生成
熱網絡/有限元混合算法：兼顧精度和速度
穩態溫升/瞬態溫升曲線及齒槽/永磁體/繞組端部溫度場
關鍵節點壓力/流量/溫度/熱阻及耗散熱量顯示
- 機械模塊（Mech）
不同轉速下轉子離心應力計算
平衡電磁設計和轉子應力設計
- 優化模塊（Opt）
關聯幾何尺寸/繞組設計/驅動輸出等參數與性能分析，針對性優化
- 虛擬實驗室（LAB）
集成電機控制策略（MTPA/MEPA）及整車參數
適用牽引電機等復雜驅動及自定義復雜路譜工況
評估路況負載耗電量及電機平均效率及Map圖快速計算
支持整車工況點提取，基于效率MAP圖進行電機選型匹配較佳效率區
展開 