Motor-CAD(電機設(shè)計工具) v2025 R1.1

Motor CAD是由Ansys公司制作推出的一款用于開發(fā)電機的高級設(shè)計輔助軟件，使用它不僅可以幫助用戶評估整個工作范圍內(nèi)的電機拓?fù)浜透拍睿浅Ｈ菀讌?shù)化，可用于電機的優(yōu)化，同時還為用戶們提供了一套專業(yè)獨特的多物理場工具，只要用戶合理的進(jìn)行利用就能在這里生產(chǎn)磁性，熱和機械模塊，以執(zhí)行所需的任何工作。而且，在軟件中主要集成了EMag、Therm、Lab、Mech這四大模塊，像EMag是能快速計算其電磁性能，Therm可以以秒為單位計算電機的熱性能，Lab模塊能使用電磁2D有限元求解器構(gòu)建模型，Mech供了對離心力在轉(zhuǎn)子中引起的機械應(yīng)變應(yīng)力和位移的快速估計，由此可見其軟件功能是十分的專業(yè)強大、豐富全面，并只要有了這四大模板，那么就能允許用戶快速，迭代地執(zhí)行多物理場計算，因此用戶也就可以在更短的時間內(nèi)完成從概念到最終設(shè)計的過程，致力帶來更好的用戶使用體驗。

Motor CAD 2025新增功能

1、新電動機模板

加速ANSYS Motor-CAD的EM模塊中軸向通量機的設(shè)計，并補充Ansys Maxwell中的高級分析。提供了三個電動機拓?fù)?，可以設(shè)計緊湊，更高的扭矩和輕質(zhì)軸向通量電動機。

2、改進(jìn)的工作流程

在ANSYS Motor-CAD的實驗室模塊中，通過高保真效率圖提高精度和控制策略優(yōu)化?，F(xiàn)在，它包括用于通量和損耗圖的量身定制的分辨率，性能映射的改進(jìn)以及轉(zhuǎn)子通量圖后處理后處理，用于傷口連桿同步電動機。

3、增強的精度

從求解器中的各種增強功能中獲得更高的精度。這些包括改進(jìn)的網(wǎng)格控制和自適應(yīng)模板的魯棒優(yōu)化，永久磁體和電樞繞組的丟失預(yù)測，熱流求解器以及用于NVH分析的切向力。

軟件特點

1、設(shè)計優(yōu)化

Motor-CAD可以作為設(shè)計過程中不可或缺的一部分。通過與熱回路和機械設(shè)計并行優(yōu)化電磁模型，實現(xiàn)了真正的優(yōu)化設(shè)計。通常，熱設(shè)計方面一直待到設(shè)計過程結(jié)束，此時改變設(shè)計為時已晚，并且產(chǎn)生了不合標(biāo)準(zhǔn)的電動機。

2、對客戶咨詢的快速響應(yīng)

客戶通常希望將現(xiàn)有電機用于具有特定負(fù)載特性的給定應(yīng)用?？捎糜谑褂闷湔伎毡确治龉δ芸焖俳Ｘ?fù)載規(guī)格。設(shè)計師沒有清楚地了解電機/驅(qū)動器組合是否足以完成任務(wù)，并且客戶有安全感，設(shè)計師已經(jīng)充分調(diào)查了他的詢問 - 因此有助于贏得訂單。

3、快速量化設(shè)計變更

有時可能會提出材料或制造過程的變化。允許設(shè)計人員快速量化這些變化對電機性能的影響。

4、程序驗證

可以輕松地將Motor-CAD機器性能計算與現(xiàn)有電機的測試進(jìn)行比較。在進(jìn)行這種驗證時，用戶可以深入了解影響機器性能的主要參數(shù)，因此可以使用這些知識來改進(jìn)設(shè)計。

5、參數(shù)估計

通常很難（如果不是不可能的話）直接測量影響電動機性能的某些關(guān)鍵參數(shù)，例如：界面間隙，轉(zhuǎn)子損耗。在許多情況下，可以通過將Motor-CAD輸出與可以容易地測量的數(shù)據(jù)匹配來估計這些參數(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]的測量值給出匹配。

軟件功能

一、分析方法

電動機的分析模型依賴于電磁場和廣義力定理。以簡化的形式，后一個定理指出，如果在基本轉(zhuǎn)子運動過程中電流和磁鏈?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。所有開發(fā)的用于計算交流電動機中電磁轉(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，估計旋轉(zhuǎn)電機中電磁轉(zhuǎn)矩的任何分析模型的精度取決于表征電機參數(shù)的精度水平。

1、優(yōu)點：

它為電動機的任何初步設(shè)計和分析提供了重要的起點。

分析方法基于可測量的物理參數(shù)，并允許包含非線性效應(yīng)。 因此，許多電機設(shè)計人員通過使用分析工具來解決新的原型開發(fā)問題。

2、缺點：

旋轉(zhuǎn)電機中仍然會發(fā)生物理現(xiàn)象（例如，雜散負(fù)載損失），無法進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，對于任何分析型電機模式，都必須使用幾個簡化的假設(shè)，否則精度可能會很低，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）是通過電動機數(shù)學(xué)模型中足夠多的元素來建模的。

二、數(shù)值模擬

電動機的數(shù)值建模具有電磁場理論的基礎(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）來解決數(shù)值方法中的系統(tǒng)方程式無論這些方法的數(shù)學(xué)如何，都可以通過麥克斯韋應(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 （勵磁電流）

1、優(yōu)點：

計算機功率和速度的逐步提高導(dǎo)致了一種情況，其中電機的數(shù)值分析已成功地用作研究和設(shè)計工具。在旋轉(zhuǎn)機械中，使用最廣泛的模型是二維

如果正確設(shè)置了問題設(shè)置，則旋轉(zhuǎn)電機的數(shù)值建模通常會比估算模型的精度更高。

2、缺點：

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，但需要多一兩個數(shù)量級的計算機資源；

3D模型仍然超出了經(jīng)濟能力的范圍。特別是在電機行業(yè)中，一天之內(nèi)可能只需要針對一個電機的數(shù)十個設(shè)計版本。

在現(xiàn)代實踐中，需要將分析模型和數(shù)值模型結(jié)合起來。通過分析建模優(yōu)化的初步設(shè)計代表了進(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，可以對電動機進(jìn)行數(shù)值模擬，并可以分析模擬驅(qū)動系統(tǒng)的外部電路（逆變器，連接件等）。