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解决方案

电(dian)子电(dian)器—电(dian)磁(ci)


  

电机设(she)计研发人员经常(chang)面临这样的问题:

      1.改(gai)善电机效(xiao)率。

      2.设计一种(zhong)新型电机(ji)。

      3.审查替(ti)代(dai)稀(xi)土永磁体的方案。

      4.解决热和结构问题。

      5.在不(bu)损失性能的(de)同时改善(shan)外观尺(chi)寸样式。

      6.降低成本(ben)。

      目前多数(shu)在电机(ji)设(she)计(ji)(ji)方面主要(yao)依赖于(yu)工(gong)程经验,或者直(zhi)接对原(yuan)型样机(ji)进行实验分析,通过反复(fu)修改与再试(shi)验的过程来确(que)保电磁(ci)特(te)性要(yao)求。由于(yu)系统复(fu)杂化程度(du)越来越高,类似(si)单(dan)纯依靠工(gong)程经验和实验测量进行电磁(ci)设(she)计(ji)(ji)不仅周期(qi)很长,而且成本很高,不能满足新产品的设(she)计(ji)(ji)要(yao)求。

      随着(zhe)计(ji)(ji)算(suan)机(ji)(ji)辅助工程(CAE)技(ji)术(shu)在(zai)西方(fang)发达国(guo)家引发的工业设计(ji)(ji)技(ji)术(shu)“革命”,新的、快(kuai)速而(er)准确的电机(ji)(ji)设计(ji)(ji)方(fang)法成为(wei)必然需求(qiu),同时计(ji)(ji)算(suan)机(ji)(ji)电磁仿真(zhen)技(ji)术(shu)的飞速发展也为(wei)这种需求(qiu)提供(gong)了很好的解(jie)决方(fang)案。

实际电机系(xi)统自身电磁(ci)环境很复(fu)杂,设(she)(she)计精度(du)和可(ke)靠性要求(qiu)也(ye)越来越高,测试对象越来越庞大(系(xi)统级(ji)设(she)(she)计分析),因此应用传统方法进行电机设(she)(she)计面(mian)临更多的困难:


      1)       传统方法耗时,成(cheng)本高。

      传统(tong)方法做稍许的(de)设计改动要经(jing)历大量的(de)实验(yan)和测试来判断性能的(de)改变,而通(tong)过仿真可以(yi)完(wan)成这个(ge)过程,并且(qie)省时、省钱、准确。

      2)       传统(tong)方法(fa)往往无法(fa)洞悉(xi)电机设计(ji)失(shi)败的(de)本质原因。

      由于难以准确地直(zhi)接测(ce)量电机(ji)内的(de)(de)(de)参数,如(ru)导(dao)致(zhi)电机(ji)温升问(wen)(wen)题的(de)(de)(de)损耗(hao),只能通过(guo)实(shi)验去(qu)发(fa)现(xian)问(wen)(wen)题,但是(shi)要(yao)去(qu)判(pan)断(duan)问(wen)(wen)题产(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)原因(yin)就需要(yao)设计大量的(de)(de)(de)实(shi)验甚至(zhi)无法(fa)去(qu)确定原因(yin)。但是(shi)借助(zhu)仿真方法(fa)可以计算到是(shi)哪(na)一种损耗(hao)导(dao)致(zhi)的(de)(de)(de)发(fa)热最严重,哪(na)个(ge)部位是(shi)主要(yao)发(fa)热源,从而有的(de)(de)(de)放矢的(de)(de)(de)修正方案。同样诸如(ru)饱(bao)和和故障分(fen)析(xi)时仿真手段都是(shi)独一无二的(de)(de)(de)方法(fa),发(fa)现(xian)并解(jie)决问(wen)(wen)题。

      3)       电机设计参数的优化

      电(dian)机设(she)计能力的(de)提(ti)升需要进行(xing)有效的(de)优化设(she)计,传(chuan)统上只能依靠经(jing)验(yan),按照设(she)计标准对调整相(xiang)关参(can)数,并进行(xing)单个参(can)数的(de)实验(yan)测试(shi),不仅耗(hao)时费(fei)力、提(ti)高成本,还(hai)无(wu)法处理多(duo)个设(she)计参(can)数相(xiang)互(hu)影响(xiang)的(de)情形。借(jie)助有限元仿(fang)真方法,可以有效的(de)解(jie)决(jue)这个问题。

      对于上述复杂的(de)电机(ji)(ji)设(she)计(ji)问题(ti),Cobham公司(si)的(de)OPERA电机(ji)(ji)设(she)计(ji)及优化系统(tong)提(ti)供了(le)全面、精(jing)确、高(gao)效、易用(yong)的(de)解决(jue)方案(an),而本项目中的(de)所(suo)要购(gou)买的(de)Opera软件(jian)系统(tong)由英国Cobham公司(si)技(ji)术服务部门(Cobham Technical Service - CTS)生产,软件(jian)系统(tong)提(ti)供了(le)完整(zheng)的(de)电机(ji)(ji)设(she)计(ji)和仿真方案(an),其网格剖分的(de)技(ji)术优势非常突出(chu),可以方便地进行电机(ji)(ji)的(de)三维模型仿真分析,同时(shi)还可以实时(shi)耦(ou)合热(re)分析、应力(li)分析,在电机(ji)(ji)设(she)计(ji)仿真方面长期(qi)以来都是欧洲主(zhu)流电机(ji)(ji)企业的(de)首选工具软件(jian),从(cong)而拥(yong)有大(da)量(liang)工程(cheng)验证。


      电(dian)机(ji)专用设计及优化系统Opera,采(cai)用有限元技术,具有一(yi)整套完善(shan)的电(dian)(dian)机3D电(dian)(dian)磁场(chang)分析与优化(hua)能力。软件包括(kuo)前后处(chu)理及求解器等电(dian)机(ji)专(zhuan)用模块,并集成了英(ying)国著名军工企业(ye)Cobham公司在(zai)电(dian)机(ji)设(she)计行业(ye)方面超过20年的研(yan)究和工程设(she)计经验,要素及功能特点如(ru)下(xia):

全(quan)面的3D电磁仿真功能(neng)

      Opera拥有全面的电磁仿真能力,有:建(jian)模器、前后处(chu)理器,包括电(dian)机(ji)求解器在内的多(duo)种专业(ye)求解器,实时瞬(shun)态多(duo)物(wu)理耦合求(qiu)解工(gong)具、优(you)化器(qi)等,可完(wan)成设计、仿真、分(fen)析、优化(hua)等(deng)一(yi)整套的电磁(ci)设(she)计分(fen)析任务流程(cheng)。

 
 

  

专用电机项目(mu)管理(li)器

-文件管理

-建模器(qi)、求解器(qi)、后处(chu)理模块调(diao)用(yong)接(jie)口

-任务批处理管理

-分(fen)布式计算(suan)、多线程(cheng)计算(suan)管理

  

强大的几何建模功能

      -CAD接(jie)口,支(zhi)持多种(zhong)CAD格式文件的(de)导入(ru)

      -2D/3D分(fen)别具有(you)独立的内(nei)置ACIS建模核心

      -鼠标点(dian)击(ji)实(shi)现物体(ti)2D和3D拉(la)伸

      -多种几何结构(gou)体的拓扑操作

      -外部电(dian)路环境建模(mo)

      -全参数化建模(mo),提高建模(mo)效率和准(zhun)确性,便于(yu)后续优化求解

      -独有的六面体网(wang)格类型(xing),多种(zhong)类型(xing)的网(wang)格单元及(ji)多种(zhong)网(wang)格剖分技巧综合应用,得到完善的网格剖(pou)分结果,极(ji)大提高仿真(zhen)计算的速度和精度

 

 

  

丰富的高(gao)级材(cai)料库

-BH曲(qu)线编辑(ji)器

-线性(xing)和非(fei)线性(xing)材(cai)料(liao)

-各(ge)向(xiang)异性材料

-磁滞材料

-永(yong)磁体增去磁曲(qu)线。

  

电机(ji)设计分析(xi)环境和耦合分析(xi)工具

      -多物理场耦(ou)合仿真和(he)分析,提高仿真精度和(he)应(ying)用范(fan)围

      -高效的优化求解器帮助实现(xian)快速设计

      -与(yu)工业标准Simulink进行协同(tong)仿(fang)真灵(ling)活(huo)易用(yong)功能强大的用(yong)户可编程接口和脚(jiao)本控(kong)制功能

      -脚本程序记录每一部GUI操作

      -可以(yi)随意嵌(qian)入任何其他程(cheng)序中(zhong)运行

      -程序(xu)中允许调用任何外部程序(xu)模块

 

 

 

  

功能强大的后处理器功能

-丰富的绘图(tu)功能,实现各种(zhong)方式2D/3D结果显示(shi)

-提(ti)供各种函数(shu),方(fang)便用户自(zi)定义数(shu)据处(chu)理

-求解结果的再(zai)计算,得到更多(duo)设(she)计参数