ANSYS Motor CAD2024最新版

ANSYS Motor CAD2024最新版是一款功能強(qiáng)大的磁熱、電機(jī)電磁設(shè)計(jì)軟件。這款軟件能夠借助其豐富的算法幫助用戶有效的提升多種類型的冷卻型式的電機(jī)電磁機(jī)器他的計(jì)算精準(zhǔn)度。該軟件經(jīng)過(guò)不斷的更新?lián)Q代，目前支持熱路、熱網(wǎng)絡(luò)、磁路、智能優(yōu)化、有限元分析等多種快速智能的算法，這是其他軟件所不具備的，憑借這些算法該軟件能夠有效的幫助設(shè)計(jì)師們提高工作質(zhì)量、縮短工作時(shí)間。并且軟件工程師們還對(duì)軟件的操作進(jìn)行的簡(jiǎn)化，讓使用軟件的門檻更低，能夠面向更多的用戶。還采用了目前最為先進(jìn)的匯編語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行編寫的核心程序，該語(yǔ)言能夠讓核心程序的運(yùn)行速度以及計(jì)算速度都非常有效的提升，相比于傳統(tǒng)語(yǔ)言所編寫的程序能夠提高接近十倍的速度。

并且解決了業(yè)界"參數(shù)估計(jì)"得難題，再之前設(shè)計(jì)師們很難通過(guò)測(cè)量來(lái)獲取或者影響機(jī)器的關(guān)鍵參數(shù)，但是擁有這款軟件之后用戶能夠直接的使用軟件進(jìn)行模擬，這樣就能夠獲取到準(zhǔn)確的各種關(guān)鍵參數(shù)。小編今天帶來(lái)的是ANSYS Motor CAD2024最新版，感興趣的用戶可以在本頁(yè)面的下載鏈接處進(jìn)行下載。

功能介紹

一、電磁學(xué)
ANSYS Motor CAD 的EMag模塊將基于2D瞬態(tài)有限元的方法與針對(duì)不同電機(jī)的分析方法相結(jié)合，以快速計(jì)算其電磁性能。EMag用于計(jì)算轉(zhuǎn)矩，功率，效率，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，損耗，電流，磁鏈，電感和力。它還可以計(jì)算損耗，包括銅損耗，鐵損耗，繞組中與頻率相關(guān)的損耗以及諸如磁鐵和軸之類的固體部件中的渦流損耗。的基于模板的編輯器使您可以輕松，輕松地設(shè)置幾何形狀并進(jìn)行高級(jí)計(jì)算。十分靈活，允許用戶嘗試不同的選項(xiàng)，例如自定義繞組模式或從DXF導(dǎo)入自己的幾何形狀。
二、熱性能
ANSYS的Therm模塊以秒為單位計(jì)算電機(jī)的熱性能，包括穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)運(yùn)行條件下電機(jī)組件的溫度。在對(duì)復(fù)雜的占空比（例如牽引電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)周期）和應(yīng)用程序（例如電梯負(fù)載周期）進(jìn)行建模時(shí)，軟件中的快速仿真非常有用。
軟件使用分析集總參數(shù)熱建模技術(shù)，該技術(shù)會(huì)根據(jù)用戶的輸入（例如幾何形狀，材料，冷卻類型等）自動(dòng)設(shè)置。根據(jù)這些輸入，將自動(dòng)計(jì)算所有熱阻和電容。不需要了解復(fù)雜的傳熱現(xiàn)象，例如對(duì)流的無(wú)量綱分析相關(guān)性。集總電路技術(shù)可加快熱分析速度，并允許進(jìn)行假設(shè)測(cè)試。對(duì)主要傳熱路徑的充分了解使工程師可以優(yōu)化機(jī)器的冷卻性能。
三、驅(qū)動(dòng)周期
ANSYS的實(shí)驗(yàn)室模塊在整個(gè)工作范圍內(nèi)分析機(jī)器性能。用戶可以快速創(chuàng)建效率和損耗圖，繪制扭矩/速度特性，研究受熱約束的工作范圍并分析整個(gè)駕駛周期的性能。
Lab模塊最初使用電磁2D有限元求解器構(gòu)建模型。它通過(guò)不同電流幅值，相位超前角和頻率的整個(gè)范圍掃描機(jī)器的性能，以建立機(jī)器的等效模型。等效模型與控制策略一起使用，以計(jì)算整個(gè)工作范圍內(nèi)的性能?？焖偕芍T如效率圖，轉(zhuǎn)矩/速度曲線和損耗圖之類的輸出。用戶可以輸入時(shí)間/扭矩/速度占空比，或使用內(nèi)置的車輛模型生成一個(gè)。實(shí)驗(yàn)室模塊計(jì)算該周期內(nèi)的電流，電壓和損耗，并輸出詳細(xì)的損耗與時(shí)間的關(guān)系曲線。這可以通過(guò)熱模型來(lái)解決，以計(jì)算整個(gè)周期內(nèi)的溫度升高。用戶還可以計(jì)算受熱限制的連續(xù)轉(zhuǎn)矩/速度特性。輸入最大繞組溫度和最大磁體溫度極限，并共同求解熱模型，控制模型和損耗模型，以計(jì)算電機(jī)在整個(gè)速度范圍內(nèi)的連續(xù)轉(zhuǎn)矩/速度曲線。
四、機(jī)械
ANSYS提供了對(duì)離心力在轉(zhuǎn)子中引起的機(jī)械應(yīng)變，應(yīng)力和位移的快速估計(jì)。在高速旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，確保結(jié)構(gòu)完整性是一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。力學(xué)計(jì)算使用帶有自適應(yīng)網(wǎng)格的二維線性有限元求解器。通過(guò)在設(shè)計(jì)過(guò)程中考慮機(jī)械約束，電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)人員可以確定轉(zhuǎn)子的尺寸，以實(shí)現(xiàn)最佳的電磁性能，同時(shí)確保工業(yè)可行性和在機(jī)器全速范圍內(nèi)的安全運(yùn)行。
五、詳細(xì)的設(shè)計(jì)，分析和驗(yàn)證
為了進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，深入分析和驗(yàn)證電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)，可以將ANSYS模型轉(zhuǎn)移到ANSYS Maxwell，ANSYS Icepak和ANSYS Fluent中。將這些求解器與軟件結(jié)合使用可提供高保真2D / 3D分析功能，使您能夠分析最終效果，退磁，鐵損，磁滯，噪聲振動(dòng)苛刻性（NVH）以及完成設(shè)計(jì)所需的其他高級(jí)電磁現(xiàn)象電機(jī)冷卻系統(tǒng)。在ANSYS電機(jī)設(shè)計(jì)流程中增加了Motor-CAD，為電機(jī)設(shè)計(jì)創(chuàng)建了完整的端到端工作流程。

軟件特色

1、設(shè)計(jì)優(yōu)化
軟件可以作為設(shè)計(jì)過(guò)程中不可或缺的一部分。通過(guò)與熱回路和機(jī)械設(shè)計(jì)并行優(yōu)化電磁模型，實(shí)現(xiàn)了真正的優(yōu)化設(shè)計(jì)。通常，熱設(shè)計(jì)方面一直待到設(shè)計(jì)過(guò)程結(jié)束，此時(shí)改變?cè)O(shè)計(jì)為時(shí)已晚，并且產(chǎn)生了不合標(biāo)準(zhǔn)的電動(dòng)機(jī)。
2、對(duì)客戶咨詢的快速響應(yīng)
客戶通常希望將現(xiàn)有電機(jī)用于具有特定負(fù)載特性的給定應(yīng)用。可用于使用其占空比分析功能快速建模負(fù)載規(guī)格。設(shè)計(jì)師沒(méi)有清楚地了解電機(jī)/驅(qū)動(dòng)器組合是否足以完成任務(wù)，并且客戶有安全感，設(shè)計(jì)師已經(jīng)充分調(diào)查了他的詢問(wèn) - 因此有助于贏得訂單。
3、快速量化設(shè)計(jì)變更
有時(shí)可能會(huì)提出材料或制造過(guò)程的變化。允許設(shè)計(jì)人員快速量化這些變化對(duì)電機(jī)性能的影響。
4、程序驗(yàn)證
Motor CAD可以輕松地將Motor-CAD機(jī)器性能計(jì)算與現(xiàn)有電機(jī)的測(cè)試進(jìn)行比較。在進(jìn)行這種驗(yàn)證時(shí)，用戶可以深入了解影響機(jī)器性能的主要參數(shù)，因此可以使用這些知識(shí)來(lái)改進(jìn)設(shè)計(jì)。
5、參數(shù)估計(jì)
通常很難（如果不是不可能的話）直接測(cè)量影響電動(dòng)機(jī)性能的某些關(guān)鍵參數(shù)，例如：界面間隙，轉(zhuǎn)子損耗。在許多情況下，可以通過(guò)將軟件輸出與可以容易地測(cè)量的數(shù)據(jù)匹配來(lái)估計(jì)這些參數(shù)，例如，元件溫度，定子損耗。例如，定子疊片和外殼之間的界面間隙可以改變，直到與T [定子]和T [外殼]的測(cè)量值給出匹配。

功能分析

一、分析方法
電動(dòng)機(jī)的分析模型依賴于電磁場(chǎng)和廣義力定理。以簡(jiǎn)化的形式，后一個(gè)定理指出，如果在基本轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電流和磁鏈?zhǔn)呛愣ǖ?，則電磁轉(zhuǎn)矩（或力）由系統(tǒng)的協(xié)能或能量隨轉(zhuǎn)子位移的增加而給出。由于系統(tǒng)是電動(dòng)馬達(dá)，因此能量或余能可以表示為磁鏈和電流之間乘積的函數(shù)。此外，磁鏈被表示為電抗和電流之間的乘積。所以。所有開(kāi)發(fā)的用于計(jì)算交流電動(dòng)機(jī)中電磁轉(zhuǎn)矩的分析模型都依賴于等效電路參數(shù)（電阻和電抗），這些參數(shù)可以具有固定值或可變值（線性或非線性）。因此，估計(jì)旋轉(zhuǎn)電機(jī)中電磁轉(zhuǎn)矩的任何分析模型的精度取決于表征電機(jī)參數(shù)的精度水平。
1、優(yōu)點(diǎn)：
它為電動(dòng)機(jī)的任何初步設(shè)計(jì)和分析提供了重要的起點(diǎn)。
分析方法基于可測(cè)量的物理參數(shù)，并允許包含非線性效應(yīng)。 因此，許多電機(jī)設(shè)計(jì)人員通過(guò)使用分析工具來(lái)解決新的原型開(kāi)發(fā)問(wèn)題。
2、缺點(diǎn)：
旋轉(zhuǎn)電機(jī)中仍然會(huì)發(fā)生物理現(xiàn)象（例如，雜散負(fù)載損失），無(wú)法進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，對(duì)于任何分析型電機(jī)模式，都必須使用幾個(gè)簡(jiǎn)化的假設(shè)，否則精度可能會(huì)很低，除非在最重要的非線性影響下進(jìn)行了顯著改善 （例如，飽和度，鐵芯損耗，風(fēng)阻和摩擦損耗以及諧波）是通過(guò)電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型中足夠多的元素來(lái)建模的。
二、數(shù)值模擬
電動(dòng)機(jī)的數(shù)值建模具有電磁場(chǎng)理論的基礎(chǔ)。 有幾種數(shù)學(xué)方法，例如有限元方法（FEM）。 有限差分法（FDM），邊界元法（BEM）來(lái)解決數(shù)值方法中的系統(tǒng)方程式無(wú)論這些方法的數(shù)學(xué)如何，都可以通過(guò)麥克斯韋應(yīng)力理論，虛擬功（能量變化）或拉普拉斯方法估算電磁轉(zhuǎn)矩 （勵(lì)磁電流）
1、優(yōu)點(diǎn)：
計(jì)算機(jī)功率和速度的逐步提高導(dǎo)致了一種情況，其中電機(jī)的數(shù)值分析已成功地用作研究和設(shè)計(jì)工具。在旋轉(zhuǎn)機(jī)械中，使用最廣泛的模型是二維
如果正確設(shè)置了問(wèn)題設(shè)置，則旋轉(zhuǎn)電機(jī)的數(shù)值建模通常會(huì)比估算模型的精度更高。
2、缺點(diǎn)：
2D模型仍然忽略了最終效應(yīng)和三維渦流效應(yīng)
3D模型雖然可能更精確，但需要多一兩個(gè)數(shù)量級(jí)的計(jì)算機(jī)資源；
3D模型仍然超出了經(jīng)濟(jì)能力的范圍。特別是在電機(jī)行業(yè)中，一天之內(nèi)可能只需要針對(duì)一個(gè)電機(jī)的數(shù)十個(gè)設(shè)計(jì)版本。
在現(xiàn)代實(shí)踐中，需要將分析模型和數(shù)值模型結(jié)合起來(lái)。通過(guò)分析建模優(yōu)化的初步設(shè)計(jì)代表了進(jìn)一步的數(shù)值模型的最佳初始解決方案。還有非常完善的組合數(shù)值和分析模型，可以對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行數(shù)值模擬，并可以分析模擬驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的外部電路（逆變器，連接件等）。

應(yīng)用范圍

一、電磁學(xué)
EMag模塊將基于2D瞬態(tài)有限元的方法與針對(duì)不同電機(jī)的分析方法相結(jié)合，以快速計(jì)算其電磁性能。EMag用于計(jì)算轉(zhuǎn)矩，功率，效率，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，損耗，電流，磁鏈，電感和力。它還可以計(jì)算損耗，包括銅損耗，鐵損耗，繞組中與頻率相關(guān)的損耗以及諸如磁鐵和軸之類的固體部件中的渦流損耗。軟件的基于模板的編輯器使您可以輕松，輕松地設(shè)置幾何形狀并進(jìn)行高級(jí)計(jì)算。該軟件十分靈活，允許用戶嘗試不同的選項(xiàng)，例如自定義繞組模式或從DXF導(dǎo)入自己的幾何形狀。這里列出了EMag的一些關(guān)鍵功能：
1、廣泛的參數(shù)化模板和幾何
2、針對(duì)不同性能測(cè)試的自動(dòng)計(jì)算設(shè)置
3、具有嚙合和邊界條件的內(nèi)置2D瞬態(tài)或靜磁FEA求解器的自動(dòng)配置
4、先進(jìn)的計(jì)算功能，例如磁體中的渦流，感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)子棒以及交流繞組損耗的計(jì)算
5、DXF和可編寫腳本的幾何形狀，自定義電流波形和多層轉(zhuǎn)子偏
6、結(jié)合了2D有限元和分析建模方法，因此可以在幾分鐘內(nèi)輸入和計(jì)算設(shè)計(jì)，使您能夠在設(shè)計(jì)過(guò)程的早期就解決復(fù)雜的電磁效應(yīng)
7、耦合到Motor-CAD Therm，使您能夠迭代求解熱計(jì)算
8、‘計(jì)算扭矩，功率，損耗，電壓，電流，電感，磁鏈和力
9、鏈接至Maxwell進(jìn)行詳細(xì)的FEA分析
二、熱性能
Therm模塊以秒為單位計(jì)算電機(jī)的熱性能，包括穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)運(yùn)行條件下電機(jī)組件的溫度。在對(duì)復(fù)雜的占空比（例如牽引電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)周期）和應(yīng)用程序（例如電梯負(fù)載周期）進(jìn)行建模時(shí)，軟件中的快速仿真非常有用。
使用分析集總參數(shù)熱建模技術(shù)，該技術(shù)會(huì)根據(jù)用戶的輸入（例如幾何形狀，材料，冷卻類型等）自動(dòng)設(shè)置。根據(jù)這些輸入，將自動(dòng)計(jì)算所有熱阻和電容。不需要了解復(fù)雜的傳熱現(xiàn)象，例如對(duì)流的無(wú)量綱分析相關(guān)性。集總電路技術(shù)可加快熱分析速度，并允許進(jìn)行假設(shè)測(cè)試。對(duì)主要傳熱路徑的充分了解使工程師可以優(yōu)化機(jī)器的冷卻性能。
自動(dòng)設(shè)置的熱阻網(wǎng)絡(luò)是三維的，可對(duì)端部空間的冷卻，端部繞組的冷卻，旋轉(zhuǎn)對(duì)氣流的影響以及沿機(jī)器軸向的熱傳遞進(jìn)行3D分析。
支持多種冷卻類型：
1、自然對(duì)流（TENV）
2、強(qiáng)制對(duì)流（TEFC）
3、通過(guò)通風(fēng)
4、水套（幾種配置）
5、潛水式
6、被淹
7、濕轉(zhuǎn)子和濕定子
8、噴霧冷卻
9、輻射
10、傳導(dǎo)性
三、驅(qū)動(dòng)周期
實(shí)驗(yàn)室模塊在整個(gè)工作范圍內(nèi)分析機(jī)器性能。用戶可以快速創(chuàng)建效率和損耗圖，繪制扭矩/速度特性，研究受熱約束的工作范圍并分析整個(gè)駕駛周期的性能。
Lab模塊最初使用電磁2D有限元求解器構(gòu)建模型。它通過(guò)不同電流幅值，相位超前角和頻率的整個(gè)范圍掃描機(jī)器的性能，以建立機(jī)器的等效模型。等效模型與控制策略一起使用，以計(jì)算整個(gè)工作范圍內(nèi)的性能?？焖偕芍T如效率圖，轉(zhuǎn)矩/速度曲線和損耗圖之類的輸出。用戶可以輸入時(shí)間/扭矩/速度占空比，或使用內(nèi)置的車輛模型生成一個(gè)。實(shí)驗(yàn)室模塊計(jì)算該周期內(nèi)的電流，電壓和損耗，并輸出詳細(xì)的損耗與時(shí)間的關(guān)系曲線。這可以通過(guò)熱模型來(lái)解決，以計(jì)算整個(gè)周期內(nèi)的溫度升高。用戶還可以計(jì)算受熱限制的連續(xù)轉(zhuǎn)矩/速度特性。輸入最大繞組溫度和最大磁體溫度極限，并共同求解熱模型，控制模型和損耗模型，以計(jì)算電機(jī)在整個(gè)速度范圍內(nèi)的連續(xù)轉(zhuǎn)矩/速度曲線。
四、機(jī)械
Mech提供了對(duì)離心力在轉(zhuǎn)子中引起的機(jī)械應(yīng)變，應(yīng)力和位移的快速估計(jì)。在高速旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，確保結(jié)構(gòu)完整性是一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。力學(xué)計(jì)算使用帶有自適應(yīng)網(wǎng)格的二維線性有限元求解器。通過(guò)在設(shè)計(jì)過(guò)程中考慮機(jī)械約束，電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)人員可以確定轉(zhuǎn)子的尺寸，以實(shí)現(xiàn)最佳的電磁性能，同時(shí)確保工業(yè)可行性和在機(jī)器全速范圍內(nèi)的安全運(yùn)行。
五、詳細(xì)的設(shè)計(jì)，分析和驗(yàn)證
為了進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，深入分析和驗(yàn)證電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)，可以將ANSYS模型轉(zhuǎn)移到ANSYS Maxwell，ANSYS Icepak和ANSYS Fluent中。將這些求解器與軟件結(jié)合使用可提供高保真2D / 3D分析功能，使您能夠分析最終效果，退磁，鐵損，磁滯，噪聲振動(dòng)苛刻性（NVH）以及完成設(shè)計(jì)所需的其他高級(jí)電磁現(xiàn)象電機(jī)冷卻系統(tǒng)。在ANSYS電機(jī)設(shè)計(jì)流程中增加了，為電機(jī)設(shè)計(jì)創(chuàng)建了完整的端到端工作流程。

更新日志

v14.1.2版本
1、3階段時(shí)改進(jìn)的相量表顯示。
2、校正襯管和槽的絕緣重量，不考慮槽的數(shù)量。
3、增加了自動(dòng)Nx3相繞組選項(xiàng)。
4、增加定子和轉(zhuǎn)子疊片數(shù)量計(jì)算。
5、修復(fù)了從ActiveX DoSteadyStateAnalysis調(diào)用運(yùn)行校準(zhǔn)模型的問(wèn)題。
6、多個(gè)切片的負(fù)載定子和轉(zhuǎn)子力計(jì)算的校正。
7、固定TVent磁鐵和轉(zhuǎn)子表面積調(diào)整因子。
8、修復(fù)實(shí)際最大電流檢查，每個(gè)線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)比例。
9、改進(jìn)了磁纏繞形式，用無(wú)線電組取代了組合盒。
10、使用方波驅(qū)動(dòng)時(shí)改進(jìn)的BPM相電流計(jì)算。
11、使用不同的區(qū)域設(shè)置校正實(shí)驗(yàn)室線程。