Ansys Motor-CAD：概述（EMag、THERM、LAB、MECH）

你好，

在這篇博客中，我概述了如何使用 Ansys Motor-CAD 模型、模擬、分析和后處理結果來評估電機性能，并幫助您為您的應用選擇優化的電機，并通過電機設計選擇實現成本效益和效率。我介紹了各種可用的電機類型、可供選擇的物理模塊和可配置的多物理選項。Ansys?? Motor-CAD 是一種專用的電機設計工具，能夠解決分析電機模型，并提供 2D FEA 結果。這些模型可以針對單一物理（電磁、熱和機械）進行求解，也可以將它們全部耦合在一起以求解電機的統一物理模型。此外，LAB 模塊可用于應用復雜的占空比并生成效率圖以評估電機的性能。?

MOTOR-CAD 的典型用途

Motor-CAD 通常用于以下任務：

設計優化 - Motor-CAD 可作為設計流程不可或缺的一部分。通過同時優化電磁模型和熱電路及機械設計，可實現真正的最佳設計。熱設計方面通常被留到設計流程的最后，此時再更改設計已為時過晚，最終生產出的電機不達標。
快速響應客戶咨詢 - 客戶通常希望將現有的電機用于具有特定負載特性的特定應用。Motor-CAD 可用于利用其占空比分析功能快速建模負載規范。然后，設計師可以清楚地了解電機/驅動器組合是否適合該任務，而客戶則可以放心，設計師已經充分調查了他的咨詢 - 從而有助于贏得訂單。
快速量化設計變更 - 有時可能會提出材料或制造工藝的變更。Motor-CAD 可讓設計人員快速量化此類變更對電機性能的影響。
程序驗證 - 可以輕松將 Motor-CAD 計算出的機器性能與現有電機的測試結果進行比較。通過進行此類驗證，用戶可以深入了解影響機器性能的主要參數，并利用這些知識改進設計。
參數估計 - 通常，直接測量影響電機性能的某些關鍵參數（例如接口間隙、轉子損耗）非常困難，甚至不可能。在許多情況下，可以通過將 Motor-CAD 輸出與易于測量的數據（例如組件溫度、定子損耗）進行匹配來估計這些參數。例如，可以改變定子疊片和外殼之間的接口間隙，直到與 T[定子] 和 T[外殼] 的測量值匹配。
靈敏度分析和穩健設計 - 改變輸入參數并檢查對機器性能、溫度分布等的影響非常容易。靈敏度分析可用于尺寸公差、材料特性、浸漬優度、界面間隙等參數，并繪制機器性能變化的圖表。這可用于深入了解機器中的關鍵設計變量。它還可以擴展為穩健設計技術（如 6-Sigma）中系統模型的一部分。整個計算過程以及相關參數的變化可以使用 ActiveX 技術或內置靈敏度分析工具自動完成。

電機類型

Ansys Motor-CAD 有九種基于行業的標準電機類型可供選擇，其中五種類型（下面以紫色突出顯示）可用于實驗設計，以開發扭矩與速度曲線并生成效率圖，以評估各種電機驅動循環的電機性能。

幾何模板

Ansys Motor-CAD 使用模板來創建電機幾何形狀。例如，下面是無刷永磁電機的模板。每種電機設計都會針對所選的特定電機類型具有特定的幾何形狀參數。此外，Motor-CAD 還具有徑向、軸向和 3D 視圖選項卡。不同的物理模塊將顯示所選物理模塊的相關幾何形狀。例如，熱物理模塊顯示電機外殼或外殼（如果已選擇）的參數和幾何形狀。

或者，只要電機幾何形狀接近標準幾何形狀，用戶也可以導入電機幾何形狀的 DXF 文件。建議盡可能使用單槽/極 DXF 幾何形狀，因為這允許 Motor-CAD 使用機器對稱性來減少計算時間。如果使用全機自定義 DXF 幾何形狀，則 Motor-CAD 將始終求解全機，因此求解時間會更長。?

要使用導入的 DXF 幾何圖形，必須滿足以下要求：?
1. 旋轉軸必須以原點 (0, 0) 為中心。2?
. 導入的定子和轉子組件必須定向，以便?
每個扇區的下邊緣與 x 軸對齊。3?
. 氣隙邊界必須由同心圓或圓弧構成，形成平滑?
連續的內外表面。這要求所有槽口均應閉合，并且?任一表面上的任何偏心均應通過以原點為中心的?
圓弧與氣隙網格區域隔離?。4?. 每個槽區域需要分為兩個區域，以便?正確分配電流密度。5??. DXF 幾何圖形的位置和對齊必須與下方的單槽?和極或整機幾何圖形的位置和對齊相匹配。6??. DXF 文件必須保存為 R12 ASCII 繪圖格式。?

電磁學 - E-Mag

E-Mag 物理模塊有許多選項卡，涵蓋幾何創建、材料選擇、電磁設置、條件、求解器類型、解決方案模型、耦合設置等的所有設置。

電磁模型

對于正弦波驅動的 BPM?
機器，E-Magnetic 環境中有以下主要選項卡。通常在 Motor-CAD 中，我們從左到右瀏覽選項卡，以便設置?
模型、運行計算并分析結果。?