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磁路法設計
電磁場分析
強大的腳本功能
虛擬樣機測試
機電系統協同仿真
磁路法設計
1、快速方案設計

在磁路設計中輸入電機定轉子沖片、繞組形式、磁鋼、材料以及工作狀況等電機設計數據,就能計算電機的相應性能。開放的材料庫、多樣化的繞組形式等軟件的內嵌功能’保證了軟件的實用性和精確性。EasiMotor還集成了一個用于計算任意排布的交流繞組的繞組計算器,方便的進行繞組排布設計’並計算繞組系數、諧波分量、磁動勢分布等參數。同時,對于像永磁無刷直流電機等機電一體化的電機,還可以選擇驅動電路的形式,進行考慮驅動電路特性的電機性能快速計算。利用磁路法的快速性,設計人員可以得到快速初步的設計方案。
2、場路耦合計算

現代電機轉子結構變化層出不窮,常用的設計方法在處理此類問題時精度差、擴展性差、支持的轉子種類少。EasiMotor采用全新場路耦合算法,在磁路法,在磁路法算法的基礎上利用靜磁場提取一些計算所需關鍵參數,在提高計算精度的同時,又能兼顧計算速度,且具有良好的擴展性,能夠適應所有具有二維磁場對稱結構的轉子形式。
3、參數化與優化

通常磁路法設計只得到电机的初始设计方案,为了进一步优化电机电磁性能和材料成本,设计人员需要对某些参数,例如绕组匝数、绕组线径、叠片高度以及磁钢结构参数进一步进行扫描分析,从而获得高性价比的设计方案。      EasiMotor支持铁心长度和定子内径、槽形参数、线圈匝数、硅钢片和磁钢参数等参数的批量参数化设计,并在设计参数允许的自由度内快速得到以电机性能、成本等为优化目标的设计方案,求解对应性能参数,并以文本和图表的形式提供计算报表。
4、自動生成報表

在方案設計完成後,設計人員需要根據設計結果生成設計報告,用于生産指導及數據備份,EasiMotor提供結果表單、特性曲線等標准結果輸出,同時還提供自定義報表輸出功能,據此可設計與企業原有設計文檔相匹配的報表,直接用于生産指導。標准設計清單包括電機所有機械和電氣參數,如電機尺寸、額定負載下性能數據、空載下性能數據、各部分磁密以及計算輸出的各類特性曲線。
電磁場分析
1、自動網格剖分與靜磁場分析

EasiMotor软件能自动完成基于专家知识的网格剖分,并生成可直接求解的静磁场模型,同时支持冲片结构的自定义修改。用户无需学习复杂的有限元電磁場分析技术,便可快速计算分析电机的静态电磁特性,如气隙磁密、漏磁系数、电感磁链等。
2、瞬態場與數據後處理
EasiMotor能夠精確模擬電機的瞬態性能,獲得各類參數的時變曲線,如電流波形、轉矩波形、反電勢波形等,不再局限于穩態性能結果的提取。軟件還能夠支持場圖的顯示與動態播放功能、場結果計算器和數據自動後處理功能(曲線計算、特征值提取等),用戶可輕松獲取電機的性能參數,如電壓、電流有效值、效率、功率因數輸入功率、輸出功率等。
EasiMotor支持CAD图纸的导入和导出,实现“图纸”- “电机”的快速转化,尤其在新产品开发应用过程中,解决诸如:任意磁钢结构、任意隔磁设计以及任意冲片形状等棘手的设计问题,从而确保开发进度、缩短研发周期。
3、工程圖紙導入導出
4、二維斜槽分析
二維有限元求解時,缺省認爲沿軸向方向的截面是完全一樣的。對于斜槽電機而言,該方法的計算結果與實際情況存在較大偏差。在EasiMotor中提供了針對斜槽效應的分析功能,以精確仿真出斜槽電機的實際運行工況。
強大的腳本功能
1、腳本庫管理
EasiMotor支持JavaScript腳本建模接口,可通過腳本完成建模、求解以及後處理等功能,大大增加了軟件的開放性。用戶可將仿真工作中的大量重複工作進行腳本定義,如d/q電感提取、Id/Iq最佳分配方案掃描等,實現技術定制化、工具化、提高自動化能力,減少人爲的錯誤,提高工作效率。同時,EasiMotor提供腳本庫功能,將腳本進行統一管理和發布,支持對腳本的加密和分發,增加可分享性、重用性和保密性,實現技術積累。
2、性能MAP測試
     MAP图是电机效率测试中的新型评估方法,反映在不同转速、扭矩下的电机效率分布情况。随着调速电机行业的发展,MAP图越来
     越重要,它能夠輔助電機或者總成的設計者找到盡可能高效低耗的節能方案,輔助驅動、伺服等系統整體性能的提升。
     EasiMotor能够提供不同转速、转矩工作点下的电机效率、电流等各项性能MAP图,并考虑控制算法对电机性能的影响,解决了饱和度  
     和非正弦性的計算精度問題、大批量電機性能參數的快速計算問題,具有較高的計算精度和計算速度,適用于任意磁極結構的永磁
     电机及磁阻电機。
3、振動噪聲分析
振動噪聲分析功能以腳本文件形式實現,能夠快速准確獲取徑向電磁力頻譜,確定所有空間力波的大小和頻率,通過數據文件剖析磁密成分(次數和種類),爲工程師明確優化方向,改善電磁方案,從根源上解決電機電磁振動噪聲問題。
溫升計算模塊EasiThermal內嵌于軟件,于磁路法模塊實現無縫鏈接,方便簡潔地完成幾何機構數據的傳遞。溫升模塊采用熱網絡
法對電機溫升進行快速准確的仿真分析,獲得電機在不同結構及散熱方式下的溫升數據,包括穩態溫升、熱流密度和起動過程瞬態溫升等。
4、熱網絡計算
虛擬樣機測試
1、型式試驗自動建模

EasiMotor軟傳統的電機設計過程中,電機設計完成後需要制作樣機,利用已完成的樣機對電機進行起動、負載等各類試驗。EasiMotor集成了電機虛擬試驗平台,用戶無需制作樣機,就能夠對電機的實際工況進行各種試驗,針對不同的電機類型,可以通過磁路法結果自動生成可求解的虛擬試驗模型進行空載試驗、負載試驗、堵轉試驗、突加或突卸負載及三相短路等各種狀態下的電機性能測試試驗,從而精確預測電機性能,分析試驗中難以獲得的參數,例如永磁發電機三相突然短路時産生的瞬時電磁轉矩、瞬態短路電流沖擊以及對磁鋼的退磁影響等。
2、內嵌控制算法
考慮到某些電機類型在實際應用中,通常需要結合控制器進行聯合運行,例如永磁無刷直流電機或者調速永磁同步電機加控制器構成伺服控制系統,或者一些其他的電機驅動控制,EasiMotor提供了外部算法控制模塊。在該模塊中提供了針對常規電機進行控制所需的控制算法,例如無刷直流電機的斬波控制、調速永磁同步電機Id=0磁場定向矢量控制等,用戶可以根據軟件提供的控制算法模板設計所需的控制算法。
3、電磁參數提取
EasiMotor可使用磁路計算結果自動生成電磁參數的有限元可求解模型,利用有限元法自動提取電機如超瞬變電抗、直軸電抗和短路比等電磁參數,大大提高了方便性。
4、工程基礎庫
工程基礎庫主要包括材料庫、繞組形式庫和槽型庫,是電機建模與仿真的基礎。材料庫提供了大量的鐵芯材料、永磁材料、導電材料等,屬性參數俱全且精確,同時支持用戶自定義材料,建立自己的材料庫,爲電機的准確仿真提供保障。繞組庫提供了單層繞組、雙層繞組、直流繞組、疊繞組、波繞組、單相繞組等多種繞組形式,能夠較好地滿足用戶的設計需求。槽形庫涵蓋了目前常見的九種槽形:半開口槽、開口槽、梨子型槽、斜肩平底槽、圓肩平底槽、刀形槽、凸形槽、圓槽,並且各尺寸靈活可變,豐富了定轉子沖片結構,提高了電磁方案的多樣性。
機電系統協同仿真
1、機電系統協同仿真
爲了進一步擴展電機、控制器與機械負載在複雜應用場合的分析,例如解決電動汽車驅動系統或伺服機構仿真分析,EasiMotor提供與系統仿真軟件和電路仿真軟件的協同仿真接口,例如與機電系統仿真軟件Portunus的協同仿真接口。在EasiMotor中可自动生成电机集中参数模型、多回路模型和有限元联合仿真模型,通过機電系統協同仿真接口完成电机、控制器、机构的多物理场协同仿真。

   EasiMotor是一款易上手且高效預設計工具,利用該工具幫助我在電機設計初期提高設計精度及准確度,優化各類電機方案,減少設計成本,成爲設計工作的必備工具。


                                                                             —— 電機研發部主任  上海電機廠