电力电机的设计与仿真

混合动力和电动汽车(hev)占据了电气化新闻的最大份额，但电动机器也为我们的工厂提供动力，为我们的家庭供暖和制冷，并处于新飞机技术的前沿。对轻便、安静、节能机器的需求预计将推动电机市场从2020年的1063亿美元增长到2030年的2073亿美元。¹

汽车行业关注的焦点是HEV推进技术的需求，以满足日益严格的每加仑英里标准和可持续发展倡议。航空航天和国防电气化计划不仅专注于未来的全电动飞行，还致力于用电子控制子系统取代现有的飞机动力传输技术，如中央液压系统。工业4.0将继续依赖于电机的一切，从机器人、输送辊到密封压缩机。

为了满足小型、强大、节能的电机的需求，同时更可持续地使用稀有材料，工程师需要一个从概念设计到最终制造可行性的全面工作流程。例如，设计一个更小的电机需要一个依赖于可靠的热模型的冷却系统设计;就像静音电机依赖于精确的噪音、振动和苛刻性(NVH)模拟一样;能源效率与性能输出优化有关。电机是一个更大、更复杂的系统的一部分，因此工程师需要考虑电机在整个开发过程中如何与电气、机械、热和电磁领域相互作用。

电机设计有限公司高级电机设计工程师Nicolas Riviere在一篇文章中写道:“电机设计优化是一个复杂的、多学科的、经常是非线性的问题。Ansys的博客．“它涉及到多目标和多约束的场景，工程师必须评估由于相互冲突的性能而必要的设计权衡。”

创建一个完整的电机工作流程

的收购电机设计有限公司(MDL)将为Ansys现有的电机多物理模拟和分析产品组合增加前期设计能力。MDL的Motor-CAD软件是专门为电机设计开发的，从用户界面到有限元求解器和分析算法的组合，再到电机专用的后处理能力。Motor-CAD包含电磁、热和机械耦合建模功能，旨在实现电机在整个工作范围内的快速设计。

两年前，MDL和Ansys达成协议，共同创建一套全面的设计方法，以支持电气化应用，满足电力效率要求。通过收购MDL, Ansys将提供无缝前端电机设计能力，甚至更紧密地集成设计建模和分析，支持完整的电机工作流程。

为了深入分析和验证电机设计，motor - cad将利用Ansys Maxwell，我们的电磁场求解器;Ansys Fluent流体模拟软件、Ansys opti俚语工艺集成与设计优化(PIDO)软件等Ansys产品。将这些求解器与motor - cad相结合，可提供高保真的2D/3D分析功能，使用户能够分析终端效应、退磁、核心损耗、迟滞、NVH和其他先进的电磁现象，并设计完整的电机冷却系统。

在Ansys电机设计流程中加入Motor-CAD，为电机设计创建了一个完整的端到端的工作流程，从电磁和热设计开始，通过优化和验证进行。

Motor-CAD是领先的电机设计工具。Ansys产品高级副总裁Shane Emswiler在最近的新闻发布会上表示:“将其技术引入Ansys多物理分析软件解决方案系列，将使我们能够为电机设计的各个方面提供更紧密的集成和无缝工作流。”“我们将共同为客户提供最全面的电机设计解决方案，这对于世界各地的行业和公司追求更多的电气化举措至关重要。”

不断增长的需求推动电机设计和性能的边界，需要在设计过程的早期阶段进行多物理设计和优化。Ansys客户将从一个完整的工作流程中受益于领先的、专用的电机设计工具、稳健的仿真和分析以及系统验证。

1.”电机市场规模将在2023年达到2073亿美元，年复合增长率6.7%，“评估报告，2022年3月3日