ANSYS Motor CAD 2024(電機設計軟件)

ANSYS Motor CAD 2024是由ANSYS公司推出的一款電機電磁、熱及磁熱互耦設計軟件，該軟件集成了磁路法、熱路法、熱網(wǎng)絡法、有限元分析法、智能優(yōu)化算法，依托于豐富電磁熱計算經(jīng)驗數(shù)據(jù)，有效提升了不同種類、不同冷卻型式電機電磁與熱計算精度?？稍谡麄€轉矩速度范圍內對電機的電磁，熱，機械和傳動周期進行仿真，為電機設計人員提供了一種快速分析機器性能設計變化的方法，被廣泛適用于主要的電機生產(chǎn)商、科研機構及高校等領域，能夠滿足市場用戶的需求。
與之前版本相比，ANSYS Motor CAD 2024優(yōu)化了有限元程序，采用高效的匯編語言撰寫有限元核心算法，極大的提高了計算效率，是傳統(tǒng)有限元軟件計算效率的數(shù)倍到數(shù)十倍。增加了手動指定要在ActiveX中注冊的exe文件的功能，還支持設計工程師評估整個工作范圍內的電機拓撲和概念，以生成針對性能，效率和尺寸進行了優(yōu)化的設計，是電機行業(yè)和設計研發(fā)革命性劃時代的產(chǎn)品。

ANSYS Motor CAD 2024功能介紹

一、電磁學
ANSYS Motor-CAD的EMag模塊將基于2D瞬態(tài)有限元的方法與針對不同電機的分析方法相結合，以快速計算其電磁性能。EMag用于計算轉矩，功率，效率，轉矩脈動，損耗，電流，磁鏈，電感和力。它還可以計算損耗，包括銅損耗，鐵損耗，繞組中與頻率相關的損耗以及諸如磁鐵和軸之類的固體部件中的渦流損耗。Motor-CAD的基于模板的編輯器使您可以輕松，輕松地設置幾何形狀并進行高級計算。Motor-CAD十分靈活，允許用戶嘗試不同的選項，例如自定義繞組模式或從DXF導入自己的幾何形狀。

二、熱性能
ANSYS Motor-CAD的Therm模塊以秒為單位計算電機的熱性能，包括穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)運行條件下電機組件的溫度。在對復雜的占空比（例如牽引電動機驅動周期）和應用程序（例如電梯負載周期）進行建模時，Motor-CAD中的快速仿真非常有用。
Motor-CAD使用分析集總參數(shù)熱建模技術，該技術會根據(jù)用戶的輸入（例如幾何形狀，材料，冷卻類型等）自動設置。根據(jù)這些輸入，將自動計算所有熱阻和電容。不需要了解復雜的傳熱現(xiàn)象，例如對流的無量綱分析相關性。集總電路技術可加快熱分析速度，并允許進行假設測試。對主要傳熱路徑的充分了解使工程師可以優(yōu)化機器的冷卻性能。

三、驅動周期
ANSYS Motor-CAD的實驗室模塊在整個工作范圍內分析機器性能。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駕駛周期的性能。
Lab模塊最初使用電磁2D有限元求解器構建模型。它通過不同電流幅值，相位超前角和頻率的整個范圍掃描機器的性能，以建立機器的等效模型。等效模型與控制策略一起使用，以計算整個工作范圍內的性能。快速生成諸如效率圖，轉矩/速度曲線和損耗圖之類的輸出。用戶可以輸入時間/扭矩/速度占空比，或使用內置的車輛模型生成一個。實驗室模塊計算該周期內的電流，電壓和損耗，并輸出詳細的損耗與時間的關系曲線。這可以通過熱模型來解決，以計算整個周期內的溫度升高。用戶還可以計算受熱限制的連續(xù)轉矩/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，以計算電機在整個速度范圍內的連續(xù)轉矩/速度曲線。

四、機械
ANSYS Motor-CAD Mech提供了對離心力在轉子中引起的機械應變，應力和位移的快速估計。在高速旋轉電機中，確保結構完整性是一項重大挑戰(zhàn)。力學計算使用帶有自適應網(wǎng)格的二維線性有限元求解器。通過在設計過程中考慮機械約束，電動機設計人員可以確定轉子的尺寸，以實現(xiàn)最佳的電磁性能，同時確保工業(yè)可行性和在機器全速范圍內的安全運行。

五、詳細的設計，分析和驗證
為了進行詳細設計，深入分析和驗證電動機設計，可以將ANSYS Motor-CAD模型轉移到ANSYS Maxwell，ANSYS Icepak和ANSYS Fluent中。將這些求解器與Motor-CAD結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，噪聲振動苛刻性（NVH）以及完成設計所需的其他高級電磁現(xiàn)象電機冷卻系統(tǒng)。在ANSYS電機設計流程中增加了Motor-CAD，為電機設計創(chuàng)建了完整的端到端工作流程。

軟件優(yōu)勢

1、設計優(yōu)化
Motor-CAD可以作為設計過程中不可或缺的一部分。通過與熱回路和機械設計并行優(yōu)化電磁模型，實現(xiàn)了真正的優(yōu)化設計。通常，熱設計方面一直待到設計過程結束，此時改變設計為時已晚，并且產(chǎn)生了不合標準的電動機。
2、對客戶咨詢的快速響應
客戶通常希望將現(xiàn)有電機用于具有特定負載特性的給定應用?？捎糜谑褂闷湔伎毡确治龉δ芸焖俳Ｘ撦d規(guī)格。設計師沒有清楚地了解電機/驅動器組合是否足以完成任務，并且客戶有安全感，設計師已經(jīng)充分調查了他的詢問 - 因此有助于贏得訂單。
3、快速量化設計變更
有時可能會提出材料或制造過程的變化。允許設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)有電機的測試進行比較。在進行這種驗證時，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設計。
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鍵參數(shù)，例如：界面間隙，轉子損耗。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。