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03電機(jī)磁熱快速設(shè)計(jì)仿真方法校驗(yàn)為驗(yàn)證所提方法的正確性及計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確度，將本文所提方法獲得的仿真結(jié)果分別與成熟商業(yè)軟件的仿真結(jié)果、實(shí)物試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比對。其中電磁分析選用ANSYS/Rmxprt電機(jī)快速設(shè)計(jì)軟件，表4給出了商軟仿真結(jié)果、磁路法計(jì)算結(jié)果和樣機(jī)實(shí)測結(jié)果及其相對誤差。

Prius2004永磁同步電機(jī)設(shè)計(jì)報(bào)告：： 磁路法、maxwell有限元法、MotorCAD溫仿真、應(yīng)力分析。(內(nèi)容比較完善，用于很需要的朋友，不支持講解，等額外服務(wù)哈。)內(nèi)容：1.Excell設(shè)計(jì)程序，可以了解這個電機(jī)是怎么設(shè)計(jì)出來的，已知功率轉(zhuǎn)矩等，計(jì)算電機(jī)的體積，疊厚，匝數(shù)等。2.Maxwell參數(shù)化仿真模型：可以學(xué)習(xí)參數(shù)化仿真模型，有限元結(jié)果可查看。3.

如果減少為單層磁障，與普通永磁電機(jī)相似，很難大幅度提升電機(jī)的凸極性，進(jìn)而較好地利用電機(jī)的磁阻轉(zhuǎn)矩。因此，本文以二層及三層磁障結(jié)構(gòu)為例，對電機(jī)磁障結(jié)構(gòu)開展分析研究，總結(jié)各結(jié)構(gòu)參數(shù)對相同體積下，電機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)矩能力的影響程度，進(jìn)而得到相應(yīng)的設(shè)計(jì)方法。對于同步磁阻電機(jī)而言，較為常見的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)可分為“C”形磁路結(jié)構(gòu)和“U”形磁路結(jié)構(gòu)兩大類別。

通過對設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行大規(guī)模參數(shù)化掃描，可以篩選出扭矩最大、轉(zhuǎn)矩脈動最小的電機(jī)。在選定電機(jī)的類型和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)后，通過調(diào)整磁路模型、電磁場模型和結(jié)構(gòu)模型的參數(shù)，就能進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化。最優(yōu)修改可能取決于電機(jī)類型，例如，是永磁電機(jī)（內(nèi)置式還是表貼式）、開關(guān)磁阻電機(jī)還是感應(yīng)電機(jī)。輻射噪聲主要取決于結(jié)構(gòu)外殼、散熱翅片布局、偏心率或開關(guān)電流濾波。

三、具體案例分析：三相感應(yīng)電動機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)（一）案例背景某電機(jī)制造企業(yè)希望對一款三相感應(yīng)電動機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以提高其效率和性能。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法往往需要進(jìn)行大量的物理樣機(jī)試驗(yàn)，成本高且周期長，而使用 ANSYS Maxwell 進(jìn)行仿真分析可以在設(shè)計(jì)階段快速評估不同設(shè)計(jì)參數(shù)對電機(jī)性能的影響。

而現(xiàn)在有了Ansys Fluent Meshing，網(wǎng)格劃分的效率大幅提升，針對Ansys CFD電機(jī)散熱仿真的關(guān)鍵技術(shù)包括：模型簡化、網(wǎng)格劃分、接地系數(shù)、絕緣處理、風(fēng)扇罩處理、氣隙處理等等。

電機(jī)NVH設(shè)計(jì)技術(shù)挑戰(zhàn)包含： 電機(jī)噪聲形成基理的多樣性 噪聲傳播路徑的復(fù)雜性- 本體聲音輻射- 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)傳導(dǎo) 小型化、大轉(zhuǎn)矩、低噪聲的設(shè)計(jì)矛盾 仿真精度的更高要求/制造質(zhì)量的不均勻性ANSYS NVH仿真關(guān)鍵技術(shù)： 集成式解決方案 [真正多物理場耦合仿真、跨學(xué)科優(yōu)化平臺]- 電磁、震動、聲學(xué)、優(yōu)化

隨著電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的改變，電機(jī)的磁路走向也隨之發(fā)生相應(yīng)的變化，氣隙磁場的分布也因此發(fā)生改變，使式(2)中的BRδ和BSδ都有所下降，徑向電磁力密度減小,最終實(shí)現(xiàn)削弱電磁振動噪聲的目的。 2.2 電機(jī)有限元分析 本文采用Ansys有限元分析軟件，以電機(jī)中心為圓心在氣隙中靠近定子齒面一側(cè)畫半徑為104 mm的圓弧并以此為觀測路徑，對優(yōu)化前后兩種電機(jī)模型進(jìn)行電磁仿真分析。

WEG使用Ansys仿真解決方案開發(fā)了顛覆性的工業(yè)電機(jī)。

基于等效磁路法確定電機(jī)基本尺寸，采用電磁場三維有限元分析方法對電機(jī)電磁場、氣隙磁密、齒槽轉(zhuǎn)矩進(jìn)行分析計(jì)算，計(jì)算結(jié)果符合電機(jī)設(shè)計(jì)要求。最后對樣機(jī)試驗(yàn)負(fù)載特性數(shù)據(jù)與有限元值進(jìn)行對比，一致性滿足要求，驗(yàn)證有限元仿真結(jié)果可靠性，該軸向磁通永磁同步電動機(jī)已經(jīng)應(yīng)用在某新能源汽車中，該項(xiàng)目的研究為軸向磁通永磁電機(jī)在汽車驅(qū)動電機(jī)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)開發(fā)提供一定參考價(jià)值。

圖61 A記權(quán)聲壓級 4.結(jié)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(jìn)行電機(jī)的電磁結(jié)構(gòu)噪聲仿真的操作流程，對電機(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

Ansys解決方案：Ansys Motor-CAD 集成了電磁場有限元法、磁路法、熱路法、結(jié)構(gòu)有限元法，20 年積累的豐富電磁熱計(jì)算經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，有效提升了不同種類、不同冷卻型式電機(jī)電磁與熱計(jì)算的效率。

采用Ansys仿真平臺，能夠?qū)C(jī)器人用的電機(jī)、電機(jī)控制器、PCB板、電源、電池等，進(jìn)行電磁性能、電磁兼容性能、溫度性能、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等多物理場的仿真分析和優(yōu)化，協(xié)助用戶設(shè)計(jì)出性價(jià)比高、性能穩(wěn)定的機(jī)器人。

同時(shí)，Motor-CAD集成在ANSYS產(chǎn)品體系解決方案中，與單學(xué)科專業(yè)CAE工具、機(jī)電控系統(tǒng)仿真工具（Twin Builder）等具有便捷的交互接口，能夠?qū)崿F(xiàn)電機(jī)及相關(guān)產(chǎn)品全研發(fā)周期的性能評估和優(yōu)化，幫助用戶更好地應(yīng)對現(xiàn)代電機(jī)研發(fā)高效率、寬轉(zhuǎn)速范圍、高功率密度、低噪聲、低成本等的挑戰(zhàn)。

仿真數(shù)據(jù)處理不當(dāng)。 電機(jī)設(shè)計(jì)人員重要能力是會操作相關(guān)軟件？答：可笑！沒有聽說過那個軟件公司設(shè)計(jì)的電機(jī)好。6.2仿真條件注意事項(xiàng)：1. 材料屬性IPM電機(jī)的磁路天生存在深度飽和的特性，局部位置硅鋼片相對磁導(dǎo)率接近1，所以在進(jìn)行這類電機(jī)的磁路仿真時(shí)，硅鋼片材料特性的磁化曲線應(yīng)定義至XT以上。

利用有限元的方法，進(jìn)行三維瞬態(tài)磁場的分析，由于三維仿真時(shí)間較長，為縮短分析時(shí)間，基于電機(jī)模型對稱性，本文采用1/8模型進(jìn)行分析，并適當(dāng)進(jìn)行網(wǎng)格剖分，圖4為所設(shè)計(jì)電機(jī)的仿真模型。 圖4 電機(jī)仿真模型4 電機(jī)有限元分析4.1 電機(jī)磁場分析等磁路法對電機(jī)磁場建模時(shí)忽略了電機(jī)槽形、磁飽和等因素，與電機(jī)實(shí)際工作特性有差別。

使用同步磁阻電機(jī)仿真APP進(jìn)行仿真計(jì)算，可以得到電機(jī)的磁感應(yīng)強(qiáng)度云圖、電壓、磁鏈、電磁轉(zhuǎn)矩等結(jié)果。通過改變定轉(zhuǎn)子尺寸及電機(jī)驅(qū)動參數(shù)，工程師可以評估多種電機(jī)方案。