ANSYS的博客
2021年3月16日
如何改进电机设计流程
电动机有各种尺寸，从推动船舶的巨大电动机，到用于医疗设备的微型电动机。无论是为电动汽车设计小型、高效、安静的电动机;或者对于尺寸和声音不是主要问题的工业应用，在设计过程的早期模拟电机是至关重要的。仿真使设计工程团队能够在投资昂贵的原型和制造之前更好地了解潜在的机电热挑战。
电气化大行其道，但工程师需要让汽车保持凉爽
电机是一个复杂的多物理系统，需要从一开始就进行仿真，以实现优化设计。对具有更大功率输出的小型电机的需求推动了这种复杂性。在更小的外形系数下提供更大的功率的主要问题之一是热管理。
如果温度不受控制，材料会超过其正常工作温度，并发生相变、软化、熔化或其他形式的降解。除了可能导致疲劳、开裂和材料变形的热应力的明显安全风险之外，现代材料可能非常昂贵。例如，一些电动机使用稀土磁铁，可能会过热到退磁的地步。
多物理场的使用和集成工程工作流
Ansys提供了一个工程工作流程，从电机的设计尺寸选项到详细的电磁和热和电机的机械分析。该工作流程包括机械和热模拟软件，以及Ansys optiSLang过程集成和设计优化(PIDO)软件。
使用optiSLang，工程师可以:
- 将不同的物理学结合到多学科的方法中，以更全面地研究现象。
- 跨团队标准化和共享模拟过程，允许模拟新手更直接地访问模拟。
- 加速耗时的手动搜索最佳和最健壮的设计配置，使工程师和设计师能够通过交互式可视化和人工智能(AI)技术更好地理解他们的设计。
optiSLang平台将Ansys、第三方和内部工具连接到自动化仿真工作流程。
案例:电力牵引电机仿真
电动牵引电机的热模拟需要多个求解器，这通常以速度为代价提供更高的精度。通过向求解器引入元模型，联合仿真性能可以显著提高，这只略微增加了获得结果的时间，同时提高了模型的质量。
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