钢管感应焊接三维数值模拟模型

作为2021年3月ATCx电动动力系统虚拟活动的一部分，电机开发小组讨论的记录。面板上有捷豹路虎首席发动机设计工程师Cleef Thackwell的见解;Lars Fredriksson博士，牵牛星全球汽车副总裁;Altair团队经理James Eves;Jonathan Stevens, equipment make高级开发工程师;Andy Jones, HiETA Technologies创新项目经理;赛峰通风系统设计工程师Sergi Riba;以及牵牛星机电解决方案全球业务发展高级总监Vincent Leconte。

安德鲁·劳顿，智能制造技术首席研究工程师。Andrew在SMT工作了近10年，专注于动力传动系统的动态分析，包括从电机和齿轮的激励力的影响。Andrew的演讲将涵盖电动汽车动力系统的NVH分析，特别是关于由Altair Flux产生的电机力的响应。 他将通过观察不平衡磁拉力的存在如何影响NVH响应来说明这一点，通过将力从Flux导入MASTA。

Lars Fredriksson博士，牵牛星模拟驱动创新副总裁，介绍了电机的多物理设计，特别关注优化性能，包括努力在规定的驱动条件下最大化扭矩和功率，同时保持转子应力、电机振动和电机温度在一定范围内。我们还将看到一些具体的例子，这一过程应用到电动车的发展，在保时捷和AMG。

Altair的团队经理James Eves、equipment make的高级开发工程师Jonathan Stevens和HiETA Technologies的创新项目经理Andy Jones讨论了AMPERE，这是一个联合项目，生产一种非常轻的、高效的、低成本的电机，具有非常高的持续功率密度。该联盟将介绍设计这种高性能电机所面临的一些工程挑战，以及如何通过先进的制造技术和仿真驱动设计来克服这些挑战。

赛法兰通风系统设计工程师Sergi Riba，牵牛星全球业务发展- EM解决方案高级总监Vincent Leconte简要介绍。他们一起讨论了航空航天领域电机的发展。

在ATCx Driving Innovation in Electric Powertrain 2021年大会上，CTO Dr. Royston Jones和技术总监Dr. Anthony Hahnel进行了主题演讲。

在这篇发表在《Engine + Powertrain Technology International》2020年秋季版的文章中，牵牛星概述了推进系统设计的整体方法如何使制造商在最大化车辆里程的同时满足性能要求。

变压器绕组承受由其承载电流产生的电磁力产生的机械负载。电力变压器可能遭受突然的高短路电流。这些短路电流是一个重大威胁，不仅从电气角度，而且从结构完整性的角度来看。本文通过电磁和结构力学耦合仿真，全面、准确地评估短路故障风险。

Altair的模拟驱动设计解决方案组合涵盖了许多其他学科——电磁学（EM）和电子设计自动化（EDA）。

牵牛星公司业务发展- EM解决方案总监Vincent Leconte在2019年英国电动出行研讨会上介绍。电动马达优化，案例研究:捷豹、路虎、保时捷。电机冷却仿真。

牵牛星通量捕捉机电设备的复杂性，以优化其性能、效率、尺寸、成本或重量的精度，为终端用户带来更好的创新和价值产品。Flux PEEC是用于EMC和电力电子应用的电气互连建模的专用环境，从小型线键合和PCB轨道到母线、电源模块和大型配电板。bob电竞官方通量PEEC评估寄生电感和电容，分析电流分布和共振，包括皮肤，接近和电容效应，计算焦耳损耗，辐射磁场和拉普拉斯力。

感应电动机广泛应用于汽车工业。为了增加乘客的舒适度，发动机设计者试图开发新的解决方案，以减少噪声源，即电磁方面的噪音。阻尼器绕组是改善振动和噪声的一种解决方案。在本报告中，LSEE展示了一种有趣的建模方法来评估阻尼绕组对考虑PWM的电机振动声学行为的影响，并将其与测量结果进行比较。*请注意这项技术已获得专利/ WO 2016207166 A1*在SIA-CTTM Automotive NVH Comfort 2018上的LSEE & Altair演示

由于大约40%的电网损耗是由电力变压器耗散的，因此现在非常需要对电网中的这些重要部件进行分析。牛郎星通量2D / 3D在这些研究中起着关键作用。

永磁轴流大功率风力发电机组(MW级)的设计

模拟中压/高压设备的绝缘部件使-预测和避免介质击穿-计算和最小化高压直流线路的电应力雷击-减少过大

在汽车领域，由于电流所遵循的路径在最低频率（几Hz）和中等频率（数百kHz）之间存在很大差异，因此电流回流的EMC现象在较宽的频带上发生。

剩磁是当所有电流被移除后剩下的，并且在铁芯中仍然有一些磁通密度。这种情况经常发生在通量密度接近的路径上，特别是在U型或E型器件中。为了消除这种影响，有时添加所谓的剩余气隙是有用的。这篇论文解释了我们在Flux中加入了什么来模拟由于滞后造成的这种效应。

所有的电机设计者都知道齿槽扭矩的计算是一项棘手的任务，特别是在3D中。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扭矩的方法。本文提出了一种计算三维非径向电机齿槽转矩的网格法。

所有的电机设计人员都知道，齿槽转矩的计算是一个棘手的任务在三维。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，经典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扭矩的方法。针对二维和三维径向电机的齿槽转矩计算，提出了一种具体的啮合方法。为了便于网格划分，首先给出了一些关于几何形状定义的一般性建议。然后，给出了适用于二维SPM电机和三维IPM电机的具体啮合方法。

本文对集中绕组和分布式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具有较佳电磁性能(转矩、效率、反电动势…)的机器。设计了两种输出功率相同、定子和转子外径相同、气隙相同、轴向长度相同的集中和分布绕组的永磁同步电机。利用有限元分析(Flux 2D)对两台机器的性能进行了比较。

在当前电机能效的背景下，旋转电机的诊断研究越来越多。设计人员试图包括在线、无创诊断和典型特征的旋转机械故障定子绕组电流、转矩、漏磁场等。在旋转机器的故障中，7 - 10%位于转子，其中一些故障是偏心。这些故障会产生电磁转矩振荡:电磁力作用于定子，特别是定子绕组，会加速其绝缘的磨损。不排除定子与转子之间的摩擦;这也会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:静态的、动态的和混合的。我们的Flux 2D/3D/Skew有限元解决方案可以极大地帮助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，这是软件的一个非常不同的特性。本文的目的是显示通量2D/3D/歪斜的不同偏心度的可行性，感谢机械集提供的可能性。

在文献中，我们可以找到两种诊断方法:模型方法——自动化工程师的一种特殊方法。根据采用的机制，我们可以区分该方法的三个分支:观察者监测，分析冗余和参数估计。信号方法-这种方法基于可测量的信号数据，如电流，转矩，杂散磁通，噪声和振动，温度。这种方法的原理是寻找正常或故障操作所特有的频率。旋转电机的故障可能会引起其他现象，如噪音和振动，可能还有其他故障，如定子和转子之间的摩擦或加速绝缘磨损。

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，似乎比电磁分析对电气工程师更感兴趣。但是，随着充分开发新的设计和材料的要求越来越高，分析电机的热行为已或多或少地成为一种强制性要求，就像电磁设计一样。

非接触式能量转移(CET)系统被用于许多工业部门。这些设备包括传送带、手推车、储存和取回装置、行李搬运、电池充电站、移动电话和医用植入物。除了一次绕组和二次绕组之间的弱耦合和部分或不存在铁磁闭合路径外，能量传递模型与传统变压器非常相似。电感耦合通常用于从几兆瓦到几百千瓦的范围。

感应加热和强制冷却（淋浴）原理：感应加热是在不接触的情况下加热导电物体的过程。电流通过线圈（见图1）产生交变磁场。该磁场在导电体中感应电流（涡流）。涡流的重新分配取决于导电体的形状、频率和导电体所用材料的物理特性。除此之外，感应加热应用中使用的高频会产生一种称为集肤效应的现象：所有电流仅集中在边界上。bob电竞官方

对于开关磁阻电机，为了减小电流纹波或迟滞带，通常使用斩波器来控制特定的电流指令。我们建议在这个示例中(参见图1)了解如何使用groovy语言在Flux中实现这样一个命令。

要求:旋转电机设计人员要求高可靠性，最小功率损耗，最大功率，最大扭矩，低机械共振振动和噪声。为了满足电机设计人员的需求，CEDRAT在2003年开始开发考虑倾斜的工具。对该工具进行了一些改进。歪斜通常通过将机器的活动长度细分为几个2D切片来解释。在Flux最新的歪斜版本中，后期处理直接是一个完整的3D后期处理。

本文介绍了使用CEDRAT通量软件进行静磁三维模拟的主要结果，特别是针对新型TMR角度传感器应用。如今，这种磁性传感器已部署在汽车电子产品以及许多新的工业、消费品、医疗、航空电子、国防和其他应用中。在Flux 3D下，研究了磁铁几何参数和传感器定位机械公差的影响，bob电竞官方如气隙和倾斜效应。结果包括适用于TMR以及其他各种角度传感器类型和应用的最佳解决方案。

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（电动汽车、电动飞机等）中，需要减轻重量和成本，提高效率，同时保持安全性。一种可能性是增加同一装置的电流，从而减少热量。这就是为什么传统的近似值需要用新工具交叉检查的原因。这些新工具必须快速准确，bob电竞官方以便进行参数分析甚至优化分析。当然，在感应加热、感应淬火、锻造等的焊剂套件中已经提供了热分析。例如，已经创建了专门的应用程序，将磁交流稳态与热瞬态分析耦合起来。新的是更容易和更有效的耦合任何类型的磁性应用到热分析。这篇文章回顾了什么是热分析，什么时候创建了不同的工具，并介绍了热分析的最新进展。

热分析是设计电动机的关键因素。我们建议将瞬态应用中的电磁和热方面的研究与有限元法(FEM)相结合，以更准确地表示电机的热状态。针对电磁响应时间与热响应时间不同的问题，提出了一种新颖的方法，提取一个磁周期的损耗平均值(焦耳损耗和铁损耗)，并将其作为瞬态热分析的输入。因此，电机不同部分的温度被提取出来，并带回作为下一个电磁计算的输入。

本文描述了气隙变化对具有集中定子绕组的28极轴向磁通永磁电机（AFPM）性能的影响。AFPM采用三维有限元法建模。该模型包括机器部件的所有几何和物理特性。

摘要:本文提出了一种有限元方法来研究电容值对网络逆变器馈电的永磁分容感应电动机磁噪声的影响。采用Flux2D有限元软件对4极、24个定子槽、30个转子槽的感应电机进行建模，确定作用在定子上的磁力的幅值和频谱。将Flux2D与Matlab/Simulink进行耦合，考虑了逆变电源的影响。结果与噪声测量的结果进行了比较。

本文介绍了永磁直线电机的特点、控制及应用。bob电竞官方它的目标是在基于有限元的软件Flux2D中建立一个线性机器模型。有限元模型由8个极点和9个槽组成，其中极点的周期性用来模拟无限行程长度。并对空载和标称负载情况进行了仿真，验证了模型的有效性。在空载时，模拟齿槽力为1.1N

消除结构部件的热点，降低结构部件的涡流损耗是变压器设计的重要组成部分之一。本文采用三维有限元方法计算了夹紧架、变压器水箱和电磁屏蔽内的涡流损耗。采用表面阻抗法对夹紧架、变压器油箱和电磁屏蔽进行了建模。本文分析了电磁屏蔽和磁分流对降低变压器缸内涡流损耗的影响。

本文研究了电感曲线的离散化对带阻尼线圈和搜索线圈的同步发电机耦合电路模型的影响。采用二维有限元方法计算了各耦合电路在静磁条件下不同转子位置的自电感和互感。

化石燃料发动机对能源安全和环境污染的日益关注推动了电动汽车(ev)的重大研究。牵引电气化在效率、扭矩、功率密度、功率分布等方面都有很高的要求

提出了一种适用于电力电子器件互连建模的局部元件等效电路(PEEC)方法。尽管这种方法已经广为人知，但这项工作的独创性在于它用于模拟呈现工业复杂性的设备。

近年来，为了提高低电阻率金属坯料感应加热的效率，提出了一种创新的直流感应加热概念[1-3]。在这种方法中，钢坯被强迫在一个横向的直流磁场中通过一个电机驱动

摘要磁控制器(集中器，铁芯，屏蔽器，分流器)的温度控制是感应线圈设计的重要组成部分。在“冷却条件对感应线圈铜温度的影响”(V. Nemkov, R. Goldstein)[1]报告中描述了线圈铜的预测和研究。利用Flux 2D计算机仿真程序进行了研究。

通量大会2012演讲