传感器对电机传动系统性能的影响

信息孤岛对重型设备OEM表示重大挑战。仿真模型在产品生命周期中的差异不良，程序之间的重复使用有限，以及各种工程学科的建模成熟度的变化导致缺乏可追溯性，最终妨碍了开发效率和产品性能。使用系统建模和以资产为中心的数据分析解决方案有助于开发和协调一致模型，以增加决策信心和速度。

需要在更短的时间表上设计更复杂的工业机械意味着公司要求工程师更少地做得更远。Lifecycle Insights的首席执行官Chad Jackson描述了工业机械设计的数字方法，并解释了利用仿真，数据科学和高性能计算的策略。bob官网 bob体育下载他展示了公司如何创建增加循环速度的设备，并在本技术报告中提高收益率。电子书涵盖了以下主题： - 工业机械的发展挑战 - 解决结构应力和刚度 - 架构和验证系统设计 - 选择右动致动力 - 减轻振动和励磁 - 规划和验证控制设计 - 简化调试 - 监测通过现场数据 - RECAP和结论

时至今日，“经典的”V图已为越来越多的工程师所熟知。尽管如此，它的使用——甚至是部分使用——与它所提供的潜力相去甚远。一个原因可能是，它的好处对最终用户来说不是很明显。在这次展示中，我们将通过“闭合旧V”并将其转移到“闭合的叔(Nabla)循环”来带来一种新的视角。该贡献的重点是通过以多种方式重用工程工作来显著提高基于模型开发(MBD)方法的有效性。

为了降低能耗，效率是设计人员寻求优化其电动机的关键标准。互补的电磁分析，热表征对于从第一个设计阶段学习，温度如何影响机器的性能。为了获得接近真实工作条件的结果，电机控制和电气转换器和控制算法产生的电流谐波无法忽视。

减少飞机设计和开发时间对所有飞机制造商来说都至关重要，无论是城市空中交通、电动飞机初创公司，还是军用和商用原始设备制造商。为了充分理解和优化现代飞机所需要的复杂系统，航空航天工程师利用了一种称为基于模型的系统工程(MBSE)的仿真方法。MBSE允许对各种类型的车辆系统进行评估，以确定哪种系统最能满足任务要求。

感应电动机（IM）广泛应用于各行各业。为确保其速度控制，IM将提供脉冲宽度调制（PWM）。这种电源会影响电机的效率，降低电机的振动声性能，产生噪声干扰。为了应对这些技术挑战，确保用户获得最佳的声学舒适性，有必要在设计的早期阶段设计一种安静的电动马达。本文的第一个目的是提出一种新的降低感应电机PWM供电噪声和振动的方法。提出的方法允许被动减少感应电机中的气隙磁通密度谐波。第二个兴趣，是展示一种新的方法来分析PWM馈电IM的振动-声学行为。该方法是完全有限元计算。最后，本文的第三个兴趣是比较所提出的有限元方法、磁振声耦合和测量的噪声和振动结果。测量结果与计算结果吻合良好。

这本电子书是针对读者谁是接近“系统动力学和控制理论”的第一次或有这个主题的基本知识。我们将向读者提供所有必要的理论知识，然后再转向所示的实际例子。如果你是这些领域的专家，请不要拘泥于理论上的解释，而专注于使用Altair Compose解决的实际例子。

如今，只需通过查看电机作为孤立的单位即可开发电子电机;必须满足关于整合到完整电动或混合动力传动系统和感知质量的紧密要求。多学科和多体液优化方法可以同时为多个完全不同的设计要求设计电子电机，从而避免串行开发策略，其中需要更大数量的设计迭代来满足所有要求和不利的设计妥协需要被接受。

本文描述的项目专注于保时捷AG的电子电机的多体学设计。Altair的仿真驱动方法支持使用彼此的一系列优化密集型阶段开发电子电机的开发。本技术论文提供了对Porsche AG的先进动力传动系统开发团队以及Altair一起的见解，已经接近提高电子电机开发总设计平衡的挑战。

如今，大多数产品都是先进技术的复杂机电结合，将电气部件与控制器和嵌入式软件混合在一起。为了有效地管理创新产品，组织正在转向基于模型的开发方法，用于概念研究、控制设计、多领域系统仿真和优化。为了满足这一需求，Altair的模拟和优化套件旨在通过其多学科的软件工具和咨询服务，改变整个产品生命周期的设计和决策。

本文描述了使用Altair工具（如同步永磁电机磁通）EM FEA分析和HyperStudy最小化电力牵引用典型IPM电机（如丰田普锐斯2010 IPM电机）钕铁硼磁体重量的过程。

XLDYN®允许产品工程师开发和跟踪与不同验证方法相关的要求，因此当前的项目状态始终可用。此外，XLDYN®还具有完全集成的实验系统级别设计（DOE），可提供有价值的设计指导，以选择最佳的参数或零件。即使是测试数据也可以包含在DOE中。

在电机中，转矩是由电磁力产生的，电磁力也会引起定子的一些寄生振动。这些振动会激励电机固定的机械结构并产生声音。在设计电机时，必须从一开始就考虑到这一点，因为这取决于为电机供电的电流的谐波含量、转子和定子的形状以及电气频率与结构固有机械模式的相互作用。为了模拟这种现象，必须在电磁计算和振动分析之间建立耦合。为了降低噪声，还可以加入一些优化过程。在下面的内容中，它显示了牛郎星超新星组曲；特别是FluxTM、OptiStruct®、HyperMesh®和HyperStudy®产品已成功用于燃油泵永磁电机降噪的多物理优化。

本文对具有集中绕组和分布绕组的三相永磁同步电机进行了比较研究。本研究的目的是找出电磁性能（转矩、效率、反电动势……）更好的机器。设计了两种具有相同输出功率、定转子外径、气隙、轴向长度的集中绕组和分布绕组永磁同步电机。利用有限元分析（flux2d）对两种电机的性能进行了比较。

在汽车领域，电流返回的EMC现象发生在一个宽频带，这是由于在最低频率(几个Hz)和中等频率(几百kHz)之间电流跟随的路径非常不同。

所有电机设计者都知道，齿槽转矩的计算是一个棘手的任务，特别是在3D。事实上，这个变量的振幅几乎与数值噪声相同。在大多数情况下，传统的网格方法是不够的，必须使用特定的方法。在CEDRAT，由于其经验，应用团队已经开发出了在大多数情况下成功计算齿槽转矩的方法。本文提出了一种计算三维非径向电机齿槽转矩的具体网格方法。

目前，不考虑热应力的电工器件设计越来越困难。在越来越多的应用中(电动汽车，电动bob电竞官方飞机等)，需要减轻重量和成本，提高效率，同时保持安全性。一种可能的方法是增加同一装置的电流，从而如何散热。这就是为什么传统的近似需要用新工具进行交叉检查的原因。这些新工具必须快速和精确，以便运行参数甚至优化分析。当然，热分析已经在感应加热，感应硬化，锻造等Flux套件中可用。例如，已经创建了专门bob电竞官方的应用程序来耦合磁交流稳态和热瞬态分析。新的是更容易和更有效地耦合任何类型的磁应用到热分析。本文回顾了热分析是什么，当不同的工具被创建时，并介绍了热分析的最新进展。

在目前电机能效研究的背景下，旋转电机的诊断研究越来越多。设计人员力求将转子绕组电流、转矩、漏磁场等故障的在线、无创诊断和典型特征包括在内。在旋转机械的故障中，7 - 10%位于转子，其中一些故障是偏心距。这些故障会产生电磁转矩振荡:作用在定子上的电磁力，特别是定子绕组，会加速其绝缘的磨损。不排除定子和转子之间的摩擦;这也可能对轴承产生不利影响。在文献中，我们经常发现三种类型的怪癖:静态、动态和混合。我们的Flux 2D/3D/Skew有限元解可以相当有助于预测偏心故障的典型特征，以及这些缺陷对这些机器的电磁和振动声学性能的影响，这是该软件的一个非常显著的特征。本文的目的是展示不同的偏心通量2D/3D/歪斜的可行性，感谢机械组提供的可能性。

对于开关磁阻电机，通常使用斩波器来控制电流，以减小电流纹波或磁滞带。我们建议在这个例子中(参见图1)看看如何使用groovy语言在Flux中实现这样一个命令。

非接触式能源转移（CET）系统用于许多工业领域。这些包括输送机，手推车，存储和检索单位，行李处理，电池充电站，手机和医疗植入物。能量转移模型与传统的变压器非常相似，除了初级和次级绕组和部分或不存在的铁磁性闭合路径之间的弱耦合。电感耦合通常在几MW到几百千瓦的范围内使用。

电机的热分析和相关的流体动力学计算，与机械工程学科相关的任务，似乎更感兴趣的电气工程师比电磁分析。但是，随着对新设计和新材料的充分开发的要求越来越高，对电机的热行为进行分析已或多或少地成为一种强制性要求，其程度不亚于电磁设计。

剩磁是剩下所有电流的剩余物，铁芯中仍然存在一些助焊剂密度。这通常是磁通密度的接近路径的情况，尤其是在U或E形器件中。为了摆脱这种效果，添加所谓的remanent气块有时是有用的。本文介绍了我们已纳入助焊剂以模拟由于滞后而模拟这种效果的内容。

感应加热和强制冷却(淋浴)原理:感应加热是对不接触的导电物体进行加热的过程。流过线圈的电流(见图1)产生一个交变磁场。这个磁场在导电体中感应电流(涡流)。涡流的再分配取决于电导体的形状、频率和在电导体中使用的材料的物理性质。此外，感应加热中使用的高频会引起一种叫做集肤效应的现象:所有的电流只集中在边界上。bob电竞官方

本文介绍了利用CEDRAT Flux软件进行静磁三维仿真的主要结果，特别是针对新型TMR角传感器的应用。bob电竞官方这种磁性传感器如今被应用于汽车电子，以及许多新的工业、消费产品、医疗、航空电子、国防和其他应用领域。bob电竞官方在Flux 3D下，研究了磁体几何参数和传感器定位机械公差的影响，如气隙效应和倾斜效应。结果包括对TMR有用的最佳解决方案，以及其他广泛的角度传感器类型和应用。bob电竞官方

在文献中，我们可以找到两种方法来进行诊断：模型方法 - 自动化工程师的特定方法。根据所采用的机制，我们可以将三个分支区分开在这种方法中：通过分析冗余和参数估计来监测观察者。信号方法 - 该方法基于可测量的信号数据，例如电流，扭矩，杂散通量，噪声和振动，温度。该方法的原理是寻找健康或故障操作独特的频率。电动旋转机器中的缺陷可以诱导其他现象，例如噪音和振动，并且可能是定子与转子之间的摩擦等其他故障，或者加速的绝缘体。

要求：旋转电机设计师希望高可靠性，最小功率损耗，最大功率，最大扭矩和低机械共振振动和噪音。为满足电气机设计师的需求，Cedrat开始开发开发2003年考虑到扭曲的工具。对此工具进行了几种改进。通常通过将机器的活动长度分成几个2D切片来占据偏差。在最新的偏光版本的通量后，后处理是完整的3D后处理。

所有电机设计者都知道齿槽转矩的计算是一个棘手的任务在3D。事实上，这个量的振幅几乎与数值噪声相同。在大多数情况下，传统的网格划分方法是不够的，必须使用特定的方法。在CEDRAT，应用团队凭借其经验开发出了在大多数情况下成功计算齿槽转矩的方法。本文提出了一种计算二维和三维径向电机齿槽转矩的具体啮合方法。它以一些关于几何形状的定义的一般性建议开始，以便于网格化操作。然后，介绍了具体的网格划分方法应用于二维SPM电机和三维IPM电机。

开发工具和方法，如模拟，面对越来越重要，解决创新压力。例如，对于成功的新设计方法，并展示如何使用仿真工具，Altair基于Cobot应用程序开发了虚拟演示。这台复杂的机器与人类运营商相互作用，作为最终的智能制造设备 - 以克服现代产品设计中的挑战。