Ansys Motor-CAD：IPM 电机 Emag 模型概述
Ansys Motor-CAD：IPM 电机 Emag 模型概述
在电机设计和仿真领域，Ansys Motor-CAD是一款非常重要的软件工具。本文将详细介绍如何使用Motor-CAD的Emag模块对电机的电磁场进行建模，以内置永磁（IPM）电机为例，介绍软件中的各个功能模块和设置选项。
物理模型和电机类型几何
在Motor-CAD中，用户首先需要选择要使用的物理模型和电机模型。选择电机模型后，将出现默认电机模型，菜单选项卡将以与物理相对应的颜色显示，如下所示。在Emag中，选项卡显示为蓝色。在此示例中，我们使用E-magnetics（Emag）作为物理模型，使用BPM（无刷永磁体）作为电机模型。
或者，用户可以通过选择文件>打开模板>选择模板，从使用模板开始开发电机模型。在此示例中，我们使用了e8模板。
几何学
几何选项卡提供了编辑径向和轴向几何参数的选项。右键单击几何字段将在模型视图中显示此几何参数对应的几何对象。这些参数可用于脚本和敏感性研究，以分析给定参数的一系列值并查看这对电机性能的影响。
几何径向视图
轴向视图
绕组
绕组选项卡包括绕组模式设置（设计、相位分布、路径类型、相位、匝数、掷数、并联路径、绕组层等），并具有显示径向模式、线性模式绕组的选项卡。此外，绕组选项卡还具有查看相量图、MMF波形、谐波分布（电气和机械）的选项卡。
此外，“绕组”选项卡还包含“绕组定义”选项卡，其中包含以下设置：
- 线圈类型：绞合或发夹式
- 分隔器类型：重叠、实心分隔器（矩形-侧/侧）、空气分隔器（矩形-侧/侧）、实心分隔器（上/下）、空气分隔器（上/下）、实心分隔器（V形-侧/侧）、空气分隔器（V形-侧/侧）
- Wdg（绕组）定义：铜槽填充、线径、重型槽填充
- 楔形模型：楔形、伤口空间、空气
- 电线选择：电线类型（AWG、公制、直径输入、矩形、SWG、Litz）和线规（电线直径（包括绝缘层）、铜直径）
下面显示了绕组选项卡、子选项卡和绕组设置选项的图示。
绕线 - 图案
机械谐波频率等于电子谐波频率乘以极对数。
绕组 - 定义
输入数据
输入数据选项卡包含三个子选项卡，分别是：
- 材料：表格显示了模型中使用的材料以及与所选物理学相对应的材料。
- 设置：包括用于配置几何、电磁、计算（网格密度、对称性等）、图表、损耗（铁、构建系数、转换器、轴承、风阻和交流绕组）、首选项和注释选项的选项卡。
- 材料数据库：包括查看模型中选定材料的属性和图表（BH曲线、退磁曲线等）的选项。
正确配置这些选项可以对电机进行准确的建模。
输入数据 - 材料
输入数据 - 设置 - 几何
输入数据 - 设置 - E-Magnetics
输入数据 - 设置 - 计算
输入数据 - 设置 - 图表
输入数据 - 设置 - 损失 - 常规
输入数据 - 设置 - 损耗 - 轴承
输入数据 - 设置 - 损失 - 风偏
输入数据 - 设置 - 损耗 - 交流绕组
输入数据 - 设置 - 偏好设置
输入数据 - 材料数据库 - 固体
计算
计算设置有两个级别。级别1位于主选项卡菜单中，级别2可以通过“输入数据”>“设置”>“计算”访问。
级别1：设置驱动器、温度、电磁和热耦合、倾斜和性能测试的选项。
第2级：设置网格控制、模型大小（对称性）、线程、磁性求解器类型等的选项。
电磁学
E-Magnetics有两个级别的设置。第一个级别如下所示，第二个级别可以通过“输入数据”>“设置”>“E-Magnetics”访问。
第1级：有三个选项卡
- FEA：场图选项
- FEA编辑器：用于编辑对象位置的选项，以及用于磁体Br值和角度方向的选项。其他选项包括DXF导入和几何检查。
- FEA路径：编辑和定义用于在解决模型时计算电磁FEA模拟中的数量的FEA测量路径。
级别2：有磁性设置选项
- 核心模型
- 退磁曲线法
- 制造商因素
- 长度调整因素
- 偏心率：类型和偏移
- 端部绕组电感计算
- 正弦驱动调制
- 外线电阻
- 相量图选项
E-磁学 - FEA
E-Magnetics-FEA 编辑器
E-Magnetics - FEA 路径
输出数据
主菜单中的“输出数据”选项卡包含以下选项卡，用于配置选项和设置：
- 驾驶
- 电子磁学
- 相量图
- 等效电路
- 通量密度
- 损失
- 绕线
- 杂项：为使用的FEA网格节点、FEA网格元素和气隙网格层提供值。
- 材料：包括模型中使用的材料值的信息。
下面的插图显示了上面描述的选项卡的内容。
输出数据 - 驱动器
输出数据 - E-Magnetics
输出数据 - 相图
输出数据 - 等效电路
输出数据 - 通量密度
输出数据 - 损失
输出数据 - 绕组
输出数据 - 杂项
输出数据 - 材料
图表
图表选项卡以数据表、绘图或谐波条形图的形式提供结果，可供查看的数量包括：
- 潮流
- 端电压
- 扭矩
- 气隙磁通密度
- 负载磁链
输出数据 - 材料
敏感度
灵敏度选项卡允许用户扫描参数并查看此参数如何影响电机性能，可供扫描的量如下所示。有关此功能的更多信息将在以后的博客中演示。
脚本
脚本允许用户完全控制电机模型参数和所有Motor-CAD设置。有关此功能的更多信息将在后续博客中演示。
本文原文来自CSDN博客