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（三）優化結果通過改變定子和轉子的槽形、繞組匝數等設計參數，利用 Maxwell 進行多次仿真對比，最終確定了最優的設計方案。優化后的電機效率提高了 5%，同時降低了運行過程中的電磁噪聲，顯著提升了產品的市場競爭力。四、應用領域（一）電力行業在變壓器、電抗器等電力設備的設計中，Maxwell 可以幫助工程師優化結構設計，減少電磁損耗，提高設備的可靠性和效率。

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?。窟@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。

當電磁力波的階次低、幅值高，定子或者定子鐵心中存在該電磁力波相同階次和頻率接近的固有模態，該電磁力波會引起定子或者定子鐵心共振，從而導致高的電磁噪聲。解決電磁噪聲問題，首先要準確分析和計算電磁力波。通過修改電機結構參數，削弱或者消除引起電磁噪聲的電磁力波是設計低噪聲電機最有效的方法。

電機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較小，本文只討論麥克斯韋電磁力；按照電機的結構，一般將電磁力分為切向力和徑向力，切向電磁力一般會導致轉矩波動，進一步帶來振動噪聲，而徑向電磁力會導致定子振動從而向結構傳遞振動和向空氣輻射噪聲，如圖2所示。限于篇幅，徑向電磁力導致的永磁同步電機定子振動噪聲是本文討論的對象。

這個全面的實踐課程將您從基礎到使用ANSYS Maxwell（電磁場分析領域的領先軟件工具之一）的高級模擬技術。無論您是學生、研究人員還是行業專業人士，本課程都將為您提供設計、模擬和優化磁性系統的實用技能。您將探索如何構建和分析永磁體、電磁鐵和涉及力、扭矩和運動的動態系統。通過逐步模擬，您將學習如何創建逼真的2D和3D模型，分配材料，應用激勵，并提取有價值的結果，如感應電壓、磁通量和電磁力。

具體分析模型如下圖1所示： 圖1●電機電磁方案設計■Maxwell需要注意的地方如下圖2所示： 圖2■Maxwell計算的電機方案部分結果如下： 圖3徑向氣隙磁場Br 圖4徑向電磁力Fr 圖5磁力線分布圖 圖6電磁力分布圖●Maxwell與Harmonic

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。

) Ansys Motion電機動力總成的基于電磁激勵力的瞬態動力學分析，需輸入不同轉速下的電磁激勵力，因此在Maxwell 中需計算輸出多個轉速下的電磁激勵力。

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。

該論文以變頻空調壓縮機電機的振動噪聲優化研究為主題開展相關研究，分析了電機電磁力的成因，應用Maxwell仿真計算工具考察了磁密諧波分布特征，明確了改善振動噪聲的關鍵因素，并通過不同轉子結構下的力密度頻譜及其噪聲頻譜，驗證了所述方法的有效性。

下面介紹一下基于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。

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

1 永磁直流空心杯電機的結構與原理永磁直流空心杯電機的特點是轉子無鐵心，也稱為空心杯轉子。該類電機帶有電刷、換向器，定子采用稀土磁鋼產生激磁磁場，當給電機施加直流電壓后，通過電刷與換向器的換向繞組中的電流方向保持不變[2],該電流與定子激磁磁場相互作用，形成方向始終不變的電磁轉矩，從而使電機以一定的轉速工作。

表1 定子自由模態仿真與實驗結果對比2.2 電機電磁振動計算 將前面所計算的電磁激振力和齒槽轉矩加載到永磁有刷直流電機三維有限元模型上，通過Maxwell 與workbench 電機磁-固耦合仿真的方法，將二維模型的電磁力加載到三維有限元模型，計算電機的振動響應。