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1 背景介绍
Motor-CAD集成了磁路法、热路法、热网络法、有限元分析法,可在设计阶段高效精确地对电机进行电磁和热性能设计计算,软件包含:电磁(EMag)、热(Therm)和虚拟实验室(Lab)、机械(Mechanical)四个模块,可在几分钟内精确计算电磁和热特性。输出结果丰富直观,易于掌握。此外,Motor-CAD还支持将模型一键导出到Maxwell、Mechanical、optiSLang等软件,实现更加精确的电机多物理场综合设计与优化。
Motor-CAD全参数化建模工具特别适用于电机概念设计阶段。Motor-CAD标准几何模板可以实现参数化,但是标准几何模板库有限。对于非标准几何模板,用户有两个方式可以实现计算,但是这两个方式各有优劣势。
Motor-CAD 标准几何模板
方法一是通过导入DXF几何文件。但这种方法缺乏可扩展性且不支持参数化,只能导入单一的DXF几何进行计算分析。
导入DXF几何文件
方法二是借助有限的脚本功能。但这种方式不适合复杂和高级的几何图形,只能针对相对较为简单的几何图形。
脚本功能
总之,对于非标准几何模板,不便于用户对设计方案进行优化。
2 Motor-CAD Adaptive Templates 自适应模板
Motor-CAD Adaptive Templates自适应模板是在原有的标准几何模板基础上,用户通过Python 脚本,实现重新参数化以及自定义的电机几何模板。自适应模板可增加用户定义的几何参数。几何模板的灵活性、便捷性和参数化分析的速度,可以让用户充分发挥设计上的创新。同时支持用户自己建库。
Motor-CAD Adaptive Templates自适应模板可以对现有的 Motor-CAD标准几何模板进行改编,以实现几何结构的全自定义;可以添加新的几何结构,或者调整及细化现有的几何结构;可以添加自定义几何的参数,用于设计优化, 支持与optiSLang结合进行多目标优化;可以自定义几何结构实现全参数化模型。
Motor-CAD Adaptive Templates自适应模板实现转子辅助槽
Motor-CAD Adaptive Templates自适应模板适用于各种电机类型,同时适用于电磁模块、Lab模块(包含转矩,转速, 效率maps图等)、转子机械应力分析以及NVH分析模块,使用了Motor-CAD Adaptive Templates自适应模板使得几何结构建模更具有灵活性。
电磁分析结果
3 转子辅助槽案例实现方法
首先在Adaptive Templates自适应模板中,用户需要添加自定义参数,包含辅助槽数量、辅助槽深度、辅助槽弧长宽度、辅助槽的角度位置。新添加的几何参数,可以适用于转子或定子结构,也可以适用于不同电机类型。标准模板通过自适应模板添加新的几何参数后的模型见下图所示。
自适应模板添加新的几何参数后模型
自定义的几何参数示意图如下图所示。
自定义几何参数示意图
定义好的几何参数显示页面如下图所示。
定义好的几何参数显示页面
接下来用户需要在Adaptive Templates自适应模板中使用python代码来完成辅助槽自定义参数模型的设置,如下图所示。其中转子内外径,极数,极角度,这几个参数没有定义,直接借用Motor-CAD原有的标准模板参数即可,同时需要设置辅助槽为新的区域Region, 设置名称,设置区域颜色,进行阵列操作,赋材料属性操作等。
使用python代码来完成辅助槽自定义
使用python代码来完成辅助槽自定义
更改后的几何图形
最后设置好相应的参数后,即可对带有Adaptive Templates自适应模板参数的几何模型进行求解计算,查看后处理结果等,磁密云图及转矩曲线结果如下图所示。
磁密云图结果
转矩曲线结果
4 总结
Motor-CAD Adaptive Templates自适应模板是在原有的Motor-CAD标准几何模板基础上,通过Python 脚本,实现重新参数化以及自定义的电机几何模板。自适应模板可以增加用户定义的几何参数,支持用户自己建库。其具有灵活性、便捷性和快速参数化分析优点,可以让用户充分发挥设计上的创新,为用户进行优化设计提供了方法。如果您对Motor-CAD Adaptive Templates自适应模板功能需要进一步学习了解,也欢迎10月26日-28日来上海参加“永磁电机的原理、设计及制造工艺”研修班,现场聆听路洋博士为您讲解和现场演示如何基于Motor-CAD Adaptive Templates自适应模板完成新能源汽车驱动电机设计!扫描下方海报二维码预订席位:
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