使用Flux®Skew的安装式表面永磁同步电机的研究

为了降低能源消耗，效率是设计者寻求优化电机的关键标准。作为电磁分析的补充，热表征从第一设计阶段开始研究温度如何影响机器的性能是必不可少的。为了得到更接近实际工况的结果，电机控制以及由变频器和控制算法产生的电流谐波不可忽略。

在本文中，出现在2020年下降的发动机+动力总成技术国际上，Altair概述了一种全体方法的推进系统设计如何使制造商能够满足性能要求，同时最大化车辆范围。

变压器的绕组会通过它们携带的电流来体验来自电磁弹的机械负载。电力变压器可能遭受高突然的短路电流。这些短路电流是一个重要的威胁，不仅来自电气而且来自结构完整性的观点。在本文中，进行了耦合电磁和结构力学模拟，以以全面和准确的方式评估短路故障风险。

高精度传感器和编码器是电子电机驱动器的整体部件，极大地影响了系统上的质量和效率。需要一种目的驱动的模拟方法来解释这些复杂的多域系统中的所有物理相互依赖性。

感应电动机(IM)广泛应用于各个行业。为了确保他们的速度控制，IM将提供脉冲宽度调制(PWM)。这种电源会影响电机的效率，降低电机的振声性能，产生噪声干扰。为了解决这些技术挑战，并确保用户的最佳声学舒适度，有必要在设计的早期阶段设计一个安静的电机。本文的第一个目的是提出一种降低感应电机PWM电源噪声和振动的新方法。所提出的方法允许被动地减少感应电机的气隙磁通密度谐波。其次，提出了一种新的分析压敏材料馈电激振器振声特性的方法。该方法为全有限元计算。最后，本文的第三个兴趣是比较所提出的有限元方法、磁-振-声耦合和实测之间的噪声和振动结果。测量结果和计算结果之间有很好的一致性。

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。

本文所描述的项目是保时捷公司的一款电机的多物理设计。Altair的仿真驱动方法支持使用一系列相互构建的优化密集阶段开发电机。这篇技术论文提供了保时捷公司先进的动力传动系统开发团队，以及牵牛宫，如何解决改善电机开发的总体设计平衡的挑战。

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来进行概念研究、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。

本文介绍了使用Altair工具如Flux for synchronous permanent magnet motor、emfea analysis和HyperStudy来最小化典型IPM电机(如丰田普锐斯2010型IPM电机)的钕铁硼磁体重量的过程。

在电机中，扭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。这些振动激励了固定马达的机械结构并产生声音。在设计电机时,必须考虑这方面从一开始就因为它取决于电流的谐波含量,饲料机、转子和定子的形状,交互的电频率与自然机械结构的模式。为了模拟这种现象，必须建立电磁计算和振动分析之间的耦合。为了减少噪声，还可以添加一些优化程序。在下面，它显示了如何Altair HyperWorks套件;具体而言，FluxTM、OptiStruct®、HyperMesh®和HyperStudy®产品已成功用于对燃油泵永磁电机进行多物理优化降噪。

由于大约40％的电网损耗从电力变压器消失，因此现在有很大的需求来分析电网的这些重要组成部分。Altair Flux 2D / 3D在这些调查中起着关键作用。

在汽车域中，电流返回的EMC现象发生在宽频带上，这是由于电流的路径在最低频率（几Hz）和媒体频率（数百kHz）之间非常不同。

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。

所有电动机设计人员都知道齿槽扭矩的计算是一个棘手的任务，特别是在3D中。实际上，该变量的幅度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，必须使用特定方法。在Cedrat，由于其经验，应用团队在大多数情况下开发了成功计算齿槽扭矩的方法。本文提出了一种特定的网格方法，用于计算3D非径向电动机的齿槽扭矩。

所有电动机设计人员都知道齿槽扭矩的计算是3D中的一项棘手的任务。实际上，该量的幅度与数值噪声几乎相同。在大多数情况下，古典网格化方法是不够的，必须使用特定方法。在Cedrat，由于其经验，申请团队在大多数情况下开发了成功计算齿槽扭矩的方法。本文介绍了对2D和3D径向电机计算齿槽扭矩的特定网格化方法。它始于一些关于几何定义的一般建议，以便于旨在啮合操作。然后，它呈现了应用于2D SPM电动机的特定网格化方法和3D IPM电机。

本文对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具有更好的电磁性能(扭矩、效率、反电动势…)的机器。设计了两个具有相同输出功率、定子和转子外径、气隙、轴向长度的集中绕组和分布式绕组的永磁同步电动机。利用有限元分析(Flux 2D)比较了两种机器的性能。

在当前的电机能效背景下，越来越多地研究了旋转机器的诊断。设计师寻求包括定子绕组电流，扭矩，泄漏磁场等旋转机器故障的在线，无侵入性诊断和典型签名。在旋转机器的故障中，7至10％位于转子中，其中一些故障是偏心。这些故障产生电磁扭矩振荡：在定子上作用的电磁力，特别是定子绕组，其可以加速其绝缘的磨损。没有排除定子与转子之间的摩擦;这也可以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。我们的磁通2D / 3D / SKEW有限元件可以相当有帮助来预测偏心断层故障的典型签名以及这些缺陷对这些机器的电磁和振动声学性能的影响，这是软件的非常差异的特征。本文的目的是展示使用机械组提供的可能性，展示了使用磁通2D / 3D / Skew的不同偏心率的可行性。

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。

电机的热分析和相关流体动态计算，与机械工程学科相关的任务似乎对电磁工程师的感兴趣程度小于电磁分析。但是，随着需求充分利用新设计和材料的需求，还有更多或多或少地成为分析电机的热行为，与电磁设计相同。

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。

感应加热和强制冷却原理（淋浴）：感应加热是加热导电物体而不接触的过程。通过线圈（参见图1）的电流流动产生交替磁场。该字段引起电导体（涡流）中的电流。涡电流的重置取决于电导体中使用的材料的形状，频率和物理性质。除此之外，在感应加热应用中使用的高频率导致称为皮肤效果的现象：所有电流仅集中在边界上。bob电竞官方

对于开关磁阻电机，通常使用电流的特定命令与斩波器一起使用，以减少电流纹波或磁滞频带。我们建议在此示例中看到（参见图1）如何使用Groovy语言在通量中实现此类命令。

本文使用Cedrat Flux软件介绍了磁静电3D模拟的主要结果，特别是用于新的TMR角度传感器应用。bob电竞官方这种磁传感器今天在汽车电子中部署，以及许多新工业，消费品，医疗，航空电子，防御等应用。bob电竞官方在磁通3D下，研究了磁体几何参数的影响以及传感器定位的机械公差的几个效果，例如气隙和倾斜效果。结果包括可用于TMR的最佳解决方案，以及各种其他角度传感器类型和应用。bob电竞官方

如今，在不考虑热应力的情况下设计电气技术装置越来越困难。在越来越多的应用（电动车辆，电动机bob电竞官方等）中，需要减轻重量和成本，提高效率，同时保持安全性。一种可能性是增加相同设备的电流，因此如何利用热量。这就是为什么要使用新工具交叉检查的传统近似。这些新工具必须快速且精确地运行参数甚至优化分析。当然，热分析已经在磁通套件中获得感应加热，感应硬化，锻造等。已经创建了专用应用以将磁共振稳态与热瞬态分析耦合到热瞬态分析。bob电竞官方什么是新的更容易且更有效地耦合任何类型的磁性应用以热分析。本文审查了在创建不同工具时的热分析，并查看热分析中的最新进展。

热分析是设计电机时的关键因素。我们建议将瞬态应用中的电磁和热方面的研究与有限元方法（FEM）联系起来，以提高电动机的热状态。当电磁响应时间与热响应时间不同，原始方法用于提取一个磁损耗（焦耳和铁损耗）的平均值，并将它们用作瞬态热分析的输入。因此，提取电动机不同部件的温度，并作为下一个电磁计算的输入。

本文介绍了气隙变化对浓缩定子绕组的28极轴向磁通永磁电动机（AFPM）性能的影响。AFPM使用三维有限元方法进行建模。该模型包括机器组件的所有几何和物理特性。

摘要 - 论文提出了一种用于研究电容器值对网络和逆变器馈电永久分流电容器感应电动机的磁噪声影响的有限分析方法。一个4极，24个定子槽和30转子槽，感应电动机在FLUX2D有限元软件下建模，以确定作用在定子上的磁力的幅度和频谱。通过使用MATLAB / SIMULINK耦合FLUX2D，考虑了逆变器供应的影响。将结果与从研究的电动机执行的噪声测量获得的结果进行比较。

该研究工作描述了永磁线性机器，其特性，控制和应用。bob电竞官方它旨在在基于有限元软件，Flux2D中开发线性机器模型。FINTE元件方法（FEM）模型由8个极点和9个槽组成，其中杆的周期性用于模拟无线电石行程长度。还模拟了空载和标称负载条件以验证模型的性能。在空载时，模拟齿槽力并被发现为1.1n

消除结构部件中的热点和减少涡流损耗是变压器设计的重要组成部分之一。在这项工作中，使用3D有限元方法计算夹紧框架，变压器罐和电磁屏蔽中的涡流损耗。夹紧框架，变压器箱和电磁屏蔽是通过表面阻抗法建模的。本文分析了电磁屏蔽和磁分流对变压器箱涡流损耗的影响。

本文研究了电感曲线离散化对带阻尼线圈和搜索线圈的同步发电机详细耦合电路模型的影响。采用二维有限元法计算了不同转子位置下各耦合电路的自电感和互感。

对能源安全和化石燃料发动机造成的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、扭矩和功率密度等方面都有很高的要求

本文介绍了应用于电力电子设备互连的建模的基准元素等效电路（PEEC）的方法。虽然这种方法已经是众所周知的，但这项工作的原创性是模拟呈现工业复杂性的设备的用途。

近年来，为了提高低电阻率金属坯的感应加热效率，人们提出了一种创新的直流感应加热概念[1-3]。在这种方法中，钢坯通过电动马达驱动在横向直流磁场中被迫旋转

摘要磁控制器(集中器，磁芯，屏蔽，分流器)的温度控制是感应线圈设计的重要组成部分。线圈铜的预测和研究已经描述在一个报告“冷却条件对感应线圈铜温度的影响”(V. Nemkov, R. Goldstein)[1]。利用Flux二维计算机模拟程序进行了研究。

在本文中，提出了两种用于管道感应焊接过程的模拟策略。通过施加三维FEM模型来解决耦合电磁和热问题。比较了所得到的功率密度和温度分布。报告的策略可用于设计管道感应焊接装置，并验证该过程的主要参数的影响，即焊接速度，频率，特定和总功率。

2012年助剂会议演示

2012年助剂会议演示

2014年助焊会议演示

Yasmine Gabi博士Bernd Wolter博士Olivier Martins Andreas Gerbershagen

即使在没有定子电流的情况下，永磁同步机的空气间隙中的空气间隙中的空气间隙的变化也会在其永磁体中引起涡流损耗。本文提出了一种新的分析方法，可以使用引入的空气间隙磁通密度分布引入的渗透变化向量函数来分析这些损失，以考虑定子齿。

在2013年助势会议上提出