ANSYS Motor CAD 2024(电机设计软件)

ANSYS Motor CAD 2024是由ANSYS公司推出的一款电机电磁、热及磁热互耦设计软件，该软件集成了磁路法、热路法、热网络法、有限元分析法、智能优化算法，依托于丰富电磁热计算经验数据，有效提升了不同种类、不同冷却型式电机电磁与热计算精度。可在整个转矩速度范围内对电机的电磁，热，机械和传动周期进行仿真，为电机设计人员提供了一种快速分析机器性能设计变化的方法，被广泛适用于主要的电机生产商、科研机构及高校等领域，能够满足市场用户的需求。
与之前版本相比，ANSYS Motor CAD 2024优化了有限元程序，采用高效的汇编语言撰写有限元核心算法，极大的提高了计算效率，是传统有限元软件计算效率的数倍到数十倍。增加了手动指定要在ActiveX中注册的exe文件的功能，还支持设计工程师评估整个工作范围内的电机拓扑和概念，以生成针对性能，效率和尺寸进行了优化的设计，是电机行业和设计研发革命性划时代的产品。

ANSYS Motor CAD 2024功能介绍

一、电磁学
ANSYS Motor-CAD的EMag模块将基于2D瞬态有限元的方法与针对不同电机的分析方法相结合，以快速计算其电磁性能。EMag用于计算转矩，功率，效率，转矩脉动，损耗，电流，磁链，电感和力。它还可以计算损耗，包括铜损耗，铁损耗，绕组中与频率相关的损耗以及诸如磁铁和轴之类的固体部件中的涡流损耗。Motor-CAD的基于模板的编辑器使您可以轻松，轻松地设置几何形状并进行高级计算。Motor-CAD十分灵活，允许用户尝试不同的选项，例如自定义绕组模式或从DXF导入自己的几何形状。

二、热性能
ANSYS Motor-CAD的Therm模块以秒为单位计算电机的热性能，包括稳态和瞬态运行条件下电机组件的温度。在对复杂的占空比（例如牵引电动机驱动周期）和应用程序（例如电梯负载周期）进行建模时，Motor-CAD中的快速仿真非常有用。
Motor-CAD使用分析集总参数热建模技术，该技术会根据用户的输入（例如几何形状，材料，冷却类型等）自动设置。根据这些输入，将自动计算所有热阻和电容。不需要了解复杂的传热现象，例如对流的无量纲分析相关性。集总电路技术可加快热分析速度，并允许进行假设测试。对主要传热路径的充分了解使工程师可以优化机器的冷却性能。

三、驱动周期
ANSYS Motor-CAD的实验室模块在整个工作范围内分析机器性能。用户可以快速创建效率和损耗图，绘制扭矩/速度特性，研究受热约束的工作范围并分析整个驾驶周期的性能。
Lab模块最初使用电磁2D有限元求解器构建模型。它通过不同电流幅值，相位超前角和频率的整个范围扫描机器的性能，以建立机器的等效模型。等效模型与控制策略一起使用，以计算整个工作范围内的性能。快速生成诸如效率图，转矩/速度曲线和损耗图之类的输出。用户可以输入时间/扭矩/速度占空比，或使用内置的车辆模型生成一个。实验室模块计算该周期内的电流，电压和损耗，并输出详细的损耗与时间的关系曲线。这可以通过热模型来解决，以计算整个周期内的温度升高。用户还可以计算受热限制的连续转矩/速度特性。输入最大绕组温度和最大磁体温度极限，并共同求解热模型，控制模型和损耗模型，以计算电机在整个速度范围内的连续转矩/速度曲线。

四、机械
ANSYS Motor-CAD Mech提供了对离心力在转子中引起的机械应变，应力和位移的快速估计。在高速旋转电机中，确保结构完整性是一项重大挑战。力学计算使用带有自适应网格的二维线性有限元求解器。通过在设计过程中考虑机械约束，电动机设计人员可以确定转子的尺寸，以实现最佳的电磁性能，同时确保工业可行性和在机器全速范围内的安全运行。

五、详细的设计，分析和验证
为了进行详细设计，深入分析和验证电动机设计，可以将ANSYS Motor-CAD模型转移到ANSYS Maxwell，ANSYS Icepak和ANSYS Fluent中。将这些求解器与Motor-CAD结合使用可提供高保真2D / 3D分析功能，使您能够分析最终效果，退磁，铁损，磁滞，噪声振动苛刻性（NVH）以及完成设计所需的其他高级电磁现象电机冷却系统。在ANSYS电机设计流程中增加了Motor-CAD，为电机设计创建了完整的端到端工作流程。

软件优势

1、设计优化
Motor-CAD可以作为设计过程中不可或缺的一部分。通过与热回路和机械设计并行优化电磁模型，实现了真正的优化设计。通常，热设计方面一直待到设计过程结束，此时改变设计为时已晚，并且产生了不合标准的电动机。
2、对客户咨询的快速响应
客户通常希望将现有电机用于具有特定负载特性的给定应用。可用于使用其占空比分析功能快速建模负载规格。设计师没有清楚地了解电机/驱动器组合是否足以完成任务，并且客户有安全感，设计师已经充分调查了他的询问 - 因此有助于赢得订单。
3、快速量化设计变更
有时可能会提出材料或制造过程的变化。允许设计人员快速量化这些变化对电机性能的影响。
4、程序验证
可以轻松地将Motor-CAD机器性能计算与现有电机的测试进行比较。在进行这种验证时，用户可以深入了解影响机器性能的主要参数，因此可以使用这些知识来改进设计。
5、参数估计
通常很难（如果不是不可能的话）直接测量影响电动机性能的某些关键参数，例如：界面间隙，转子损耗。在许多情况下，可以通过将Motor-CAD输出与可以容易地测量的数据匹配来估计这些参数，例如，元件温度，定子损耗。例如，定子叠片和外壳之间的界面间隙可以改变，直到与T [定子]和T [外壳]的测量值给出匹配。