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圖11 電機(jī)空載特性曲線 3 結(jié) 論運(yùn)用Ansoft Maxwell仿真軟件對(duì)永磁直流空心杯電機(jī)進(jìn)行磁場(chǎng)分布和輸出特性仿真，分別研究穩(wěn)態(tài)運(yùn)行磁場(chǎng)磁力線和磁場(chǎng)強(qiáng)度分布和瞬態(tài)輸出特性，得到永磁直流空心杯電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩、輸出轉(zhuǎn)速和輸入電流等曲線，這有利于永磁直流空心杯電機(jī)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化，并對(duì)后續(xù)設(shè)計(jì)人員提供有效的參考。文章來(lái)源：微電機(jī)

我國(guó)繞線機(jī)研發(fā)起步晚，線圈設(shè)計(jì)以卷繞式為主，工序較為繁瑣。部分繞線機(jī)可實(shí)現(xiàn)一次成型繞制，但面對(duì)較大功率電機(jī)的粗線徑線圈，國(guó)產(chǎn)設(shè)備在可靠性和繞制精度方面相比世界先進(jìn)水平仍有較大差距。國(guó)內(nèi)繞線機(jī)廠商包括中特科技、勤聯(lián)科技、臺(tái)立電子等公司。3. 設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)空心杯電機(jī)的設(shè)計(jì)需要結(jié)合材料細(xì)分牌號(hào)、轉(zhuǎn)子杯類型進(jìn)行優(yōu)化，國(guó)內(nèi)廠商在這方面的技術(shù)積累與海外存在差距。

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

（1）專業(yè)化專業(yè)化的電機(jī)設(shè)計(jì)軟件，只專注于電機(jī)設(shè)計(jì)，具有豐富的電機(jī)類型 （2）多物理場(chǎng)設(shè)計(jì)Motor-CAD具備電磁、熱、Lab、機(jī)械模塊。可同時(shí)對(duì)電機(jī)電磁、熱進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

隨著驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率密度的不斷提升，對(duì)電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速也提出了更高的要求。在IPM電機(jī)中，轉(zhuǎn)子隔磁橋需要承受更大的離心應(yīng)力，同時(shí)還必須確保足夠的隔磁性能。為了有效分散轉(zhuǎn)子應(yīng)力，磁極拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變得愈發(fā)復(fù)雜，雙層甚至多層永磁體的設(shè)計(jì)變得非常普遍。這使得隔磁橋和孔的幾何設(shè)計(jì)具有更高的自由度和復(fù)雜性。因此，如何在隔磁橋的尺寸設(shè)計(jì)中兼顧電磁性能和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，成為一個(gè)典型的多物理場(chǎng)權(quán)衡設(shè)計(jì)問(wèn)題。

</p><p><strong style="background-color: rgb(253, 198, 32);">3、人形機(jī)器人帶來(lái)新增量</strong></p><p>空心杯電機(jī)主要應(yīng)用于人形機(jī)器人的靈巧手。以特斯拉Optimus為例，其手部執(zhí)行器中空心杯電機(jī)成本占比高達(dá)54.5%，單臺(tái)機(jī)器人約需配備12個(gè)空心杯電機(jī)。

所示； 設(shè)計(jì)流程 對(duì)于大多電機(jī)類型，RMxprt有相同的設(shè)計(jì)流程，如圖2.1所示； 圖2.1 設(shè)計(jì)流程樹(shù)1、Machine參數(shù) 摩擦損耗、風(fēng)阻損耗與電機(jī)轉(zhuǎn)速的平方成正比，需要輸入?yún)⒖嫁D(zhuǎn)速下的數(shù)值；

（無(wú)框力矩電機(jī)和空心杯電機(jī)對(duì)比） 無(wú)框力矩電機(jī)的全球龍頭企業(yè)是美國(guó)科爾摩根(Kollmorgen)和穆格(Moog)、瑞士 Maxon。 空心杯電機(jī)的全球龍頭企業(yè)是瑞士MAXON、德國(guó) Faulhaber。NTCysd預(yù)計(jì)2028年全球空心杯直流電機(jī)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)11.86億美元，2022-2028 年CAGR為8.47%。

RMxprt-調(diào)優(yōu)分析案例 作者：電機(jī)設(shè)計(jì)青年/MotorDesign Youth 時(shí)間：20211221 作者簡(jiǎn)介：曾擔(dān)任ANSYS低頻電磁工程師一職，后入職電機(jī)企業(yè)，從事電機(jī)產(chǎn)品研發(fā)工作，電機(jī)類型涉及電勵(lì)磁同步電機(jī)、永磁同步電機(jī)、空心杯電機(jī)、軸向磁通電機(jī)等，應(yīng)用行業(yè)涉及新能源汽車、航空、醫(yī)療器械等，精通軟件且設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)豐富。

開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)電磁計(jì)算分析在電機(jī)設(shè)計(jì)、性能預(yù)測(cè)、降低成本、提高效率和可靠性以及智能化設(shè)計(jì)等方面都具有重要的必要性。因此，在開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)過(guò)程中，進(jìn)行電磁計(jì)算分析是不可或缺的一環(huán)。開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的電磁計(jì)算涉及多個(gè)方面，包括磁鏈、電感、電磁力、電磁轉(zhuǎn)矩等。電磁計(jì)算分析能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的各項(xiàng)性能參數(shù)，如轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、效率、功率因數(shù)等。這些性能參數(shù)是電機(jī)設(shè)計(jì)和選型的重要依據(jù)。

在上述幾類噪聲中，電機(jī)的電磁噪聲占主要成分，因此，在新能源車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，不僅要求滿足其能夠輸出足夠的動(dòng)力，，也要求盡可能小的產(chǎn)生噪聲，這就需要通過(guò)一定的的手段來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的分析，在保證其性能的情況下，盡可能的降低/優(yōu)化電機(jī)的輻射噪聲。

通過(guò)低頻電磁場(chǎng)仿真可以分析得出電機(jī)的磁場(chǎng)分布、電磁力、轉(zhuǎn)矩、功率等性能指標(biāo)，從而優(yōu)化電機(jī)的設(shè)計(jì)方案，提升電機(jī)性能。不僅如此，仿真分析還可實(shí)現(xiàn)在電機(jī)打樣前多次調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)，能夠有效降低電機(jī)廠家打樣成本，提高研發(fā)生產(chǎn)效率和樣機(jī)出廠質(zhì)量，逐漸成為電機(jī)設(shè)計(jì)制造過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)。

分段斜極的電磁力提取在實(shí)際電機(jī)設(shè)計(jì)中，低噪音設(shè)計(jì)方案還經(jīng)常會(huì)考慮分段斜極。對(duì)于分段斜極的電機(jī)電磁力應(yīng)用如何提取？這是我們經(jīng)常會(huì)遇到的問(wèn)題。分段斜極可以考慮為有空間相位的多個(gè)直極電機(jī)疊加而成。因此，在進(jìn)行分段斜極拉伸時(shí)的輸入可以考慮為多個(gè)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(shí)考慮分段斜極拉伸。

MANATEE是專業(yè)的電機(jī)電磁噪聲設(shè)計(jì)與分析軟件，能夠直指電機(jī)電磁噪聲的根源問(wèn)題，本文介紹MANATEE軟件中的快速定位噪聲激勵(lì)源的功能。

在上述幾類噪聲中，電機(jī)的電磁噪聲占主要成分，因此，在新能源車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，不僅要求滿足其能夠輸出足夠的動(dòng)力，也要求盡可能小的產(chǎn)生噪聲，這就需要通過(guò)一定的的手段來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的分析，在保證其性能的情況下，盡可能的降低/優(yōu)化電機(jī)的輻射噪聲。

因?yàn)?em>電機(jī)定子結(jié)構(gòu)的形變程度與定子所受到徑向電磁力階數(shù)的四次方成反比，所以只需要考慮階數(shù)低，幅值高的電磁力波。由模態(tài)分析的仿真結(jié)果可以看出，定子前8階模態(tài)的固有頻率與徑向電磁力的主要頻率相比，其頻率范圍并不接近，不滿足電機(jī)發(fā)生共振的條件，因此電機(jī)的設(shè)計(jì)是合理的。