INAS Blog

Optimizarea motoarelor electrice cu Ansys Motor-CAD

Analiza motoarelor electrice începe cu cerințele de specificație, apoi intră în faza de proiectare preliminară cu scopul de a găsi un concept de design pentru optimizare ulterioară. Proiectul inițial este apoi optimizat cu constrângeri și obiective specifice. În ultimii pași se iau decizii privind soluția optimă, găsindu-se un compromis între criterii de performanță conflictuale.

Concurența în creștere, dar și aplicațiile din ce în ce mai solicitante înseamnă că acum, mai mult ca niciodată, companiile trebuie să depășească limitele designului motoarelor și să creeze o mașină electrică mai puternică și mai eficientă. Pentru a face acest lucru este nevoie de analiză multifizică - o combinație de analize electromagnetice, termice și mecanice - care le permite proiectanților de motoare să exploreze pe deplin limitele fizice atunci când concep un design optim pentru o mașină electrică.

Luarea de decizii timpurii de proiectare bazată numai pe analiza electromagnetică vine cu limitări care pot împiedica atingerea întregului potențial al unei mașini. De exemplu, două modele care arată identic în ceea ce privește performanța electromagnetică, în comparație cu densitățile de curent echivalente, pot diferi foarte mult atunci când sunt analizate pentru caracteristicile lor termice și mecanice.

Ansys Motor-CAD este software-ul dedicat de proiectare a motoarelor electrice, lider mondial pentru simularea multifizică a mașinilor electrice în întreaga gamă de cuplu-viteză.

Acesta permite inginerilor de proiectare să evalueze rapid și ușor topologiile și conceptele motoarelor, pentru a produce proiecte care sunt optimizate din punct de vedre al performanței, eficienței cât și dimensional.

Cele patru module integrate ale software-ului Motor-CAD — EMag, Therm, Lab și Mech — efectuează calcule multifizice rapid și iterative, astfel încât trecerea de la concept la proiectarea finală să se realizeze într-un timp cât mai scurt.

Motor-CAD facilitează această abordare de design de ultimă oră, oferind:

  • Configurații intuitive, bazate pe șabloane, pentru proiecte inițiale rapide ale diferitelor tipuri de mașini electrice
  • Solvere electromagnetice, termice și mecanice încorporate pentru perspective multifizice
  • Analiza rapidă a hărților de eficiență, a caracteristicilor de cuplu/viteză și a ciclurilor de funcționare
  • Motor-CAD le permite inginerilor să evalueze rapid topologiile și conceptele motoarelor pentru a produce proiecte care sunt optimizate pentru dimensiune, performanță și eficiență

Motor-CAD oferă o capacitate de analiză 2D/3D de înaltă fidelitate, permițând utilizatorilor să analizeze efectele finale, demagnetizarea, pierderi în miez, histerezis și alte fenomene electromagnetice avansate, să calculeze anvelopa termică pentru funcționare și să proiecteze sisteme complete de răcire a motorului.

Ansys Motor-CAD este un instrument de top de proiectare a motoarelor electrice care combină metode analitice și de analiză cu elemente finite (FEA) pentru predicția rapidă și precisă a performanței motoarelor electrice. Permite simularea multifizică în întreaga gamă de operare. Motor-CAD, combinat cu Ansys optiSLang, oferă o oportunitate pentru o strategie de optimizare fără precedent, permite compromisuri la nivel de sistem și permite proiectanților de motoare electrice să experimenteze rapid modificări ale specificațiilor în ceea ce privește procesul de proiectare.

Motor-CAD se integrează cu Ansys Maxwell și alte soluții Ansys

Ansys Motor-CAD se poate cupla cu Ansys Maxwell pentru analiză electromagnetică avansată 2D și 3D. Pentru zgomotul și vibrațiile mașinilor electrice și predicția sunetului (psiho-acustic), Ansys Motor-CAD se integrează cu Ansys Mechanical și VRXPERIENCE. De asemenea, se conectează cu solverele Ansys CFD și folosește tehnicile de răcire pe bază de aer, apă și ulei pentru proiectarea și analiza sistemului de răcire, precum și feedback în modelul termic din interfața Motor-CAD.

Design bazat pe șabloane electromagnetic și termic

Dimensionarea mașinilor electrice face apel la metodologii specifice de proiectare care pot avea la bază modele analitice, modele numerice sau o combinație a celor două.

Abordarea modernă a dimensionării mașinilor electrice având la bază utilizarea mijloacelor de investigație numerică de tip element finit, permit luarea în calcul a unor efecte complexe de natură electromagnetică (de ex. armonici, forme geometrice complexe, forme geometrice complexe ale miezurilor magnetice, influența neliniarităților magnetice, etc.), dificil de considerat prin metode clasice de analiză.

Șabloanele de geometrie cuprinzătoare și puternice, permit explorarea întregului spațiu de proiectare a mașinii electrice. Șabloanele acoperă o gamă largă de tehnologii de mașini electrice, topologii și sisteme de răcire.

Analiza multi-fizică cuplată de la începutul procesului de proiectare și algoritmii de control încorporați permit testarea virtuală luând în considerare efectele temperaturii pe ciclurile de funcționare în analizele tranzitorii sau staționare.

Înapoi