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三、具體案例分析：三相感應電動機的優化設計（一）案例背景某電機制造企業希望對一款三相感應電動機進行優化設計，以提高其效率和性能。傳統的設計方法往往需要進行大量的物理樣機試驗，成本高且周期長，而使用 ANSYS Maxwell 進行仿真分析可以在設計階段快速評估不同設計參數對電機性能的影響。

ANSYS Maxwell作為業界最佳低頻電磁場仿真設計軟件，提供了多種幾何參數化建模的方法，適用于不同復雜程度的工程問題；同時，借助于ANSYS Workbench平臺電磁、結構、流體以及優化模塊，可進行電機多物理場耦合的多變量多目標優化設計，另外借助于ANSYS平臺強大的并行、分布式計算能力，工程師可在最短的時間內對復雜優化策略進行分析和驗證，快速實現產品迭代創新。

本期直播將以講解結合實際操作的方式，介紹ANSYS Maxwell軟件在電機參數化建模與優化設計領域的一些功能，主要內容綱要如下： 1. Maxwell各種參數化建模方法介紹 自建模型參數化、導入模型參數化、UDP參數化、材料/溫度/外電路參數化、 2.

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。

與ansys的數據傳遞最優化 % 清空環境變量 input_test=input; %input(9:end,:)'; %output_test=output';%output(9:end)'; %% 遺傳算法參數初始化 maxgen=40; %進化代數，即迭代次數 sizepop=10;

回放、評估電機聲學仿真結果電機生產制造的關鍵NVH參數控制參數化的電機NVH設計優化電機噪音振動問題診斷電機設計參數變更對NVH性能影響的預測二、電機實際應用場景下的聲品質開發及預測通過疊加實際噪聲的傳遞函數以及電機工作環境的其它噪聲，快速準確的評價電機整體聲品質。

電機振動與噪聲分析Ansys電機本體振動噪聲分析解決方案? 精度高? 結果基于物理場? 靈活且易用? 統一平臺統一的模型參數化平臺；統一的優化平臺；數據無縫鏈接Ansys電機本體振動噪聲分析流程支持轉子分段斜極的電磁力映射? Maxwell2D skew功能可處理多個slice上的電磁力并自動映射到諧響應

Motor-CAD作為一款專業的電機設計驗證工具，有著豐富的專業的電機模型庫，能夠輔助工程師實現電機快速參數化設計、多場耦合仿真性能評估與設計參數優化。

Ansys Maxwell-優化NVH的關鍵Ansys Maxwell讓工程師能夠創建并測試各類電機的數字化原型。一般來說，電機的幾何結構十分復雜，但通過Ansys Maxwell進行電機設計卻很容易。借助Maxwell中提供的基于模板的設計功能，整個電機設計可以自動完成。于是，工程師只需輸入典型電機參數，如相數、極數、槽數、線圈節距、材料參數等，Maxwell就可以自動生成電機模型。

利用ANSYS有限元分析軟件，對主軸傳動系統進行靜態、動態特性分析，主要研究主軸的強度、剛度、振型和主軸結構參數之間的規律變化，優化主軸傳動系統的設計方案。2）軸向和徑向傳動系統設計。根據旋風銑床加工精度、加工行程、進給速度、負載大小等技術要求，確定滾珠絲杠副的工作參數，初步計算確定絲杠導程、精度、額定動載荷，估算最大允許軸向變形量、螺紋底徑，確定滾珠絲杠副規格代號，并進行各項性能校核。

下圖所示為MANATEE軟件的永磁同步電機結構參數。 MANATEE永磁同步電機轉子結構參數 MANATEE軟件電機的輸出變量本例樣機為48S8P電機，選取變量氣隙磁密基波、0階12倍頻電磁力、8階10倍頻作為優化的目標變量；將'W0r';'H0r';作為優化的變量。將聲功率作為優化目標。下圖所示為設置圖。

：優化葉片結構；更好的氣動性能 -優化參數包括：葉片數目、輪轂直徑、葉片外徑、輪轂角度… 電機冷卻仿真設計 -需要評估散熱通道設計 -需要評估電磁損耗：損耗是發熱的根本；損耗的大小、分布直接影響電機最終的溫度分布 -如何保證數值仿真的精度：求解算法；邊界條件；流體/熱數值仿真技術如何引入精確的損耗分布？

結論與展望 通過ANSYS Workbench可以方便的分析電機振動噪聲，此外在此基礎上還可以進行多轉速分析以及對電機參數進行優化分析。 文章來源：易仿真

將電磁和機械模塊集成到Motor-CAD軟件中，可實現快速NVH分析，從而促進電機設計的迭代優化。這種方法使用戶能夠調整關鍵設計參數（例如繞組配置、轉子和定子幾何結構以及結構材料），并快速評估其對NVH性能的影響。此外，這種靈活性有助于用戶在性能、成本和NVH特性之間實現最佳平衡。為了進行快速NVH分析，Motor-CAD軟件使用一種分析機械模型，將定子幾何結構簡化為簡單的環形結構。

作品名稱：研發仿真數智轉型：電機數智仿真優化平臺作者： 舒圣浪 | 美的集團 電磁研究高級工程師關鍵詞：智能尋優，機器學習，流程自動化，電機作者說設計特征可靈活退化與布爾衍生拓展是AEDT全參數化模型庫（UDP）的一大特色，其優秀的可移植性利于研發協同；完整的二次開發腳本幫助文檔與PyAEDT庫可顯著提高定制開發效率；在高性能計算HPC方面，RSM與LSDSO在不同場景下的針對性應用亦可顯著提高計算效率

optiSLang電機多目標優化分析功能培訓：介紹電機的優化仿真流程，通過實例重點講解如何快速實現電機的多物理場多目標優化分析。

3 電機模型的建立 綜合考慮電機設計技術要求及工作特點確定電機電磁方案參數，如表2所示。表2 電機主要參數根據表中的參數在Ansys軟件中RMxprt模塊、建模，然后將其轉化為Maxwell 3D模型。

電驅動系統EMI/EMC· 重要性· 技術難題· ANSYS解決方案· ANSYS解決方案的典型應用----線纜選型和寄生參數提取----線纜電磁輻射分析與布局優化----電磁設備傳導及輻射特性分析----PCB控制板的電磁干擾分析----機箱機柜屏蔽效能分析----系統電磁環境對醫療設備的干擾----系統設備布局和電磁隔離度分析7.