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Ansys Motor-CAD 2022R2功能更新介绍

jf_0T4ID6SG 来源:西莫电机论坛 2023-02-24 09:25 次阅读

1背景描述

Ansys Motor-CAD 2022R2主要更新包含NVH 功能增强、电机建模功能改进、新的基于RPC服务的脚本环境、Motor-CAD导入Maxwell功能更新、Motor-CAD导入optiSLang功能更新等,本文将分别从上述五个方面来进行介绍。

2 NVH功能增强

在2022R2版本中,软件对声学模型进行了更新。增加了无限长圆柱体声学模型,用户可以更好地预测低频声辐射。同时可考虑定子振动转化为从电机辐射出去的声音的辐射效率。在此前版本中,等效辐射功率(ERP)对电机之间的比较是一个很好的值,但它大大高估低频时的噪声,此时声音的波长远大于电机的尺寸,因此,对于低频噪声评估存在一些偏差。 软件也对声学加权模型进行了更新,声学模型增加A计权选项,以使得计算结果更接近人耳对噪声级的感知。

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等效辐射功率(ERP)与无限长圆柱体声学模型

同时,在2022R2版本中,Motor-CAD的噪声预测结果可导入Ansys Sound(SAS),便于用户进行噪音回放和计算心理声学指标。通过使用声音合成器可在完整的声学环境中听到预测的电机噪声,也包括风和轮胎的测量掩蔽噪声。

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Ansys Sound(SAS)

3电机建模功能改进

在2022R2版本中,对于同步电机Lab模型,用户可以对构建Lab模型的分辨率进行指定,实现高保真效率map和驱动周期的分析,同时,用户可对插值算法进行选择。

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Lab模型的分辨率设定

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插值算法选择 对电励磁同步电机而言,2022R2版本增加转子/定子损耗偏置比设置,该设置能够调整控制策略,达到在转子和定子之间分配焦耳损耗的目的,通过调整损耗偏置比,有助于确保最大限度地提高连续运行能力。

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电励磁同步电机

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转子/定子损耗偏置比设置

4新的基于RPC服务的脚本环境

在2022R2版本中,软件新增了新的通信方法 JSON-RPC,其取代了以往Python/MATLAB环境中的ActiveX,通过Motor-CAD启动RPC服务,软件将使用新的Python模组连接到RPC服务,新的Motor-CAD_Methods Python模组是随最新版本一起安装的,用户无需单独再安装。用户将Motor-CAD对象附加到Motor-CAD实例当中有新旧两种方法,分别见下图所示。

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旧方法

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新方法

RPC中使用的语法或行为可以与 ActiveX 保持相同,在2022 R2版本中,RPC可使用所有ActiveX命令,RPC默认为关闭状态,用户需要在Defaults.INI (RPC_Enabled)中启用,设置方法为Defaults>>Automation, RPC适用于Python/MATLAB编程环境,含有大多数常见函数的文档字符串和错误消息。

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RPC启用

5 Motor-CAD导入Maxwell功能更新

在2022R2版本中,增添加了新的UDPs。在BPM中,在转子和磁钢中,新增Surface Radial和Surface Parallel两个参数,分别表示径向充磁及平行充磁。

在定子中,新增Parallel Tooth和ParallelTooth Square Base,分别表示平行齿和底部方形平行齿,在老版本中,UDP无法直接对齿宽进行给定。在SRM中,在现有UDP中增加了定子齿Taper Angle参数。

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BPM

在Motor-CAD导入到Maxwell模型中,有时会有很多小的圆弧或线段构成了模型,这会给求解带来一定的时间消耗,降低计算效率,新版本能够启用或禁用“Continuous Entities合并”,这会合并多段线区域内的Continuous Entities,使得模型更加连续,加快计算速度,提高计算效率。

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Continuous Entities合并

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合并多段线后的有限元模型

在2022R2版本中,软件改进了使用导入DXF建模时的多段线检测和创建。在以往的版本中, Motor-CAD使用DXF建模后,对导入到Maxwell中的模型的多段线进行检测和创建,新版本能够替换DXF几何图形中在 Maxwell中无效的圆弧,例如,Maxwell使用直线替换小圆弧,以便更加高效地进行求解计算。

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Motor-CAD使用DXF建模后导入到Maxwell中的模型

Motor-CAD导入Maxwell功能更新总结如下: (1)更高的UDP覆盖率提供了更快的网格划分,并且能够在Maxwell中使用参数化几何图形; (2)使用Continuous Entities功能时,可以对多段线区域内的圆弧或线段进行合并,缩短了导出模型的生成时间; (3)改进了基于DXF的模型的多段线检测和创建,可以将自定义几何形状精确地传输到Maxwell中; (4)能够导出和求解3D模型,使得模型在Maxwell中,通过有限元求解器来准确计算端部效应等; (5)能够使用Maxwell的Clone Mesh,使用此功能时,用户必须在Maxwell中选择此选项。

6 Motor-CAD导入optiSLang功能更新

在2022R2版本中,匝数可作为输入参数进行参数优化,以便于用户对多绞线绕组进行优化。在Lab模块中,匝数具备缩放功能,支持非整数匝数值的计算,匝数对电磁性能有较大影响,在敏感性分析阶段时,匝数缩放功能能确保使用连续的匝数范围,从而简化MOP的生成并提高其精确度。

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匝数缩放功能

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Lab模块中非整数匝数计算

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连续匝数范围 在优化分析阶段,用户可以设置一个离散的整数范围,以确保结果仅显示可行的绕组设计方案,下例中,在两个不同的绕组匝数值处出现两个不同的帕累托前沿,从结果可以清晰看到,线圈匝数是用于优化设计的关键参数。

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两个不同绕组匝数出现两个不同帕累托前沿 本例中匝数的参数化范围设置见下图所示。

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匝数参数化范围设置 用户需要注意的是,目前版本匝数作为参数化功能仅适用于多绞线绕组BPM电机类型。 在2022R2版本中,在OptiSLang_Integrated_Export_Tutorial的末尾增加了一节新内容,该节内容介绍了有关如何自定义脚本,更改输入、输出或进行分析的指南和示例,在自动导出的脚本功能中,当前版本不包含这些功能,新增内容为用户提供了完整的自由度,使用户能够将自动导出脚本的优势与完全自定义优化的能力相结合,实现更灵活的优化分析。

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Motor-CAD Software Tutorial

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OptiSLang_Integrated_Export_Tutorial末尾新增内容

7总结

Ansys Motor-CAD 2022R2功能更新主要包含NVH 功能增强、电机建模功能改进、新的基于RPC服务的脚本环境、Motor-CAD导入Maxwell功能更新、Motor-CAD导入optiSLang功能更新等,这些功能更新对于电机分析设计来说具有十分重要的意义,能够更加高效、快速、准确的评估出电机的性能,使得电机设计变得更加合理、准确,为广大电磁工程师进行电机优化设计提供了方法参考与指导。





审核编辑:刘清

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原文标题:Ansys Motor-CAD 2022R2 功能更新

文章出处:【微信号:西莫电机论坛,微信公众号:西莫电机论坛】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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