利用分析方法对电动机耦合磁性分析的有限元分析

将电动机开发面板讨论记录为3月2021年3月的ATCX电动动力系虚拟事件的一部分。面板采用Jaguar Land Rover的铅球开发仪，德国队列的铅球设计工程师的洞察力;Altair的VP Global Automotive博士弗雷德里克森博士;Altair团队经理James Eves;乔纳森史蒂文斯，Equipake的高级发展工程师;赫迪琼斯，Hieta Technologies的创新计划经理;Sergi Riba，Safran通风系统的设计工程师;和Vincent Leconte，Altair全球业务发展高级总监，机电解决方案。

Andrew Lawton，智能制造技术的主要研究工程师。安德鲁在SMT工作了近10年的焦点，重点是动力传动系统的动态分析，包括激励力与电机的效果以及齿轮。安德鲁的演示文稿将介绍对EV动力传动系统的NVH分析，特别是关于对Altair助焊剂产生的电机力的反应。  He will illustrate this by looking at how the presence of unbalanced magnetic pull can affect the NVH response by importing the forces from Flux into MASTA.

Dr. Lars Fredriksson, Altair的副总裁-仿真驱动创新，介绍了电机的多物理设计，特别关注于优化性能，包括努力在定义的驱动条件下最大的扭矩和功率，同时保持转子应力，电机振动和电机温度在一定的限制。我们还将看到一些具体的例子，这一过程应用于电动汽车的发展，在保时捷和AMG。

Altair，Equipmake和Andy Jones的高级发展工程师Altair，高级开发工程师的团队经理James Eves讨论安培，讨论安培，一个联合项目，生产出极轻，高效但低成本的电动机，非常高连续功率密度。联盟将展示一些工程挑战，设计了这种高性能电机已经提出，以及通过先进的制造技术和模拟驱动设计来克服这些挑战。

SERGI RIBA，SAFRAN通风系统的设计工程师，包括VINCENT LECONTE，全球业务开发高级总监VINCENT LECONTE - A1AIR解决方案。他们一起讨论了航空航天部门电机的发展。

Royston Jones博士，CTO和Anthony Hhell博士，技术总监Anthony河道，在ATCX推动电动动力总成2021的驾驶创新期间提供了主题演讲。

在《发动机+动力总成技术国际》(Engine + Powertrain Technology International) 2020年秋季版的一篇文章中，Altair概述了推进系统设计的整体方法是如何使制造商在最大限度提高汽车续航里程的同时满足性能要求的。

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。

Altair的仿真驱动设计解决方案组合 - 包括许多其他学科 - 电磁（EM）和电子设计自动化（EDA）。

Vincent Leconte是2019年英国电子流动研讨会的Altair Altair提供的EM解决方案。优化电子电机，案例研究：Jaguar Land Rover＆Porsche。冷却仿真的情绪化。

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的产品。Flux PEEC是一个用于EMC和电力电子应用的电气互连建模的专用环境，从小型线键和PCB轨道，到母线，电源模块和大型配电配电盘。bob电竞官方磁通PEEC评估寄生电感和电容，分析电流分布和共振，包括蒙皮，接近和电容效应，并计算焦耳损失，辐射磁场和拉普拉斯力。

感应电动机在汽车工业中应用广泛。为了增加乘客的舒适度，电机设计师试图开发新的解决方案，以减少噪音的来源，在电磁方面。阻尼器绕组可作为一种改善振动和噪声的解决方案。在本报告中，LSEE展示了有趣的建模方法来评估阻尼器绕组对考虑PWM的电机振动声学行为的影响，并与测量结果进行了比较。*请注意，这项技术已获得专利/ WO 2016207166 A1* An LSEE & Altair在SIA-CTTM Automotive NVH Comfort 2018上的展示

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。

永磁轴向磁通大功率风力涡轮机发生器设计（MW系列）

中压/高压设备中的绝缘部件建模能够-预测和避免介质击穿-计算和减少高压直流线路的电应力雷击-减少过大尺寸

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。

剩磁是当所有电流被移除时所剩下的，在铁芯中仍然有一些磁通密度。这种情况经常出现在通量密度接近路径的情况下，特别是在U型或E型器件中。为了消除这种效果，有时添加一个所谓的剩余气隙是有用的。本文解释了我们已经纳入通量模型的滞后效应。

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。

本文介绍了具有浓缩和分布式绕组的三相永磁体（PM）同步机（PMSM）的比较研究。本研究的目的是识别提供更好的电磁性能的机器（扭矩，效率，背部电动势......）。设计了具有相同输出功率，定子和转子外径的浓缩和分布式绕组的PMSM，设计。使用有限元分析（助焊剂2D）比较两台机器的机器性能。

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进行诊断:模型方法-一种自动化工程师专用的方法。根据所采用的机制，该方法可以区分为3个分支:观察者监测、分析冗余和参数估计。信号方法-这种方法是基于可测量的信号数据，如电流，扭矩，杂散磁链，噪声和振动，温度。这种方法的原理是寻找健康或故障操作特有的频率。电机的故障可以引起其他现象，如噪音和振动，可能的其他故障，如定子和转子之间的摩擦或绝缘加速磨损。

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。

非接触能量转移(CET)系统在许多工业部门使用。其中包括传送带、手推车、存储和检索单元、行李搬运、电池充电站、移动电话和医疗植入物。除了一次绕组和二次绕组之间存在弱耦合以及部分或不存在铁磁闭合路径外，能量传递模型与传统的变压器非常相似。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。

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、最大转矩和低机械共振振动和噪声。为了满足电机设计人员的需要，CEDRAT在2003年开始开发考虑Skew的工具。这个工具已经做了一些改进。歪斜通常是通过将机器的活动长度细分为几个2D切片来解释的。在最新的Flux的Skew版本中，后期处理直接是一个完整的3D后期处理。

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。

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:本文提出了一种有限元方法，研究了电容值对网络和逆变馈的永磁分体式电容感应电动机磁噪声的影响。采用Flux2D有限元软件对一台4极、24个定子槽和30个转子槽的异步电机进行建模，确定了作用在定子上的磁力的幅值和频谱。通过将Flux2D与Matlab/Simulink耦合，考虑了逆变电源的影响。并与所研究电机的噪声测量结果进行了比较。

本文介绍了永磁直线电机的特点、控制方法和应用。bob电竞官方其目的是在基于有限元的软件Flux2D中开发一个线性机床模型。有限元模型由8个极点和9个槽组成，利用极点的周期性来模拟无限旅行长度。同时对空载和公称负载工况进行了仿真，验证了模型的有效性。在空载时，模拟齿槽力，发现是1.1N

消除热点，降低结构部件的涡流损耗是变压器设计的重要组成部分。本文采用三维有限元方法计算了夹紧架、变压器油箱和电磁屏蔽中的涡流损耗。采用表面阻抗法建立了夹紧架、变压器油箱和电磁屏蔽的模型。分析了电磁屏蔽和磁分流对变压器油箱涡流损耗降低的影响。

本文提出了对具有阻尼绕组和搜索线圈的同步发电机的详细耦合电路模型的电感曲线的影响的研究。所有耦合电路的自我和互感在静磁耦合时用用于不同转子位置的2D有限元方法（FEM）计算。

对化石燃料发动机的能源安全和环境污染的越来越担心在电动车上推动了显着的研究（EVS）。在效率，扭矩和功率密度，WID方面对牵引电气化的要求非常苛刻

本文提出了一种适用于电力电子器件互连的自适应部分元件等效电路建模方法。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一个呈现工业复杂性的设备。

近年来，提出了一种创新的直流感应加热概念，以提高低电阻率金属坯料的感应加热效率[1-3]。在这种方法中，坯料通过电动机驱动器被迫在横向直流磁场内旋转

抽象的。磁控器（集中器，核心，屏蔽，分流器）的温度控制是感应线圈设计的重要组成部分。在介绍中已经描述了线圈铜的预测和研究“感应线圈铜温对冷却条件的影响”（V.Nemkov，R.Goldstein）[1]。该研究是使用Flux 2D计算机仿真程序进行的。

本文提出了两种钢管感应焊接过程的模拟策略。采用三维有限元模型求解电磁与热耦合问题。对所得到的功率密度和温度分布进行了比较。所述策略可用于设计管式感应焊接装置，并验证焊接过程的主要参数，即焊接速度、频率、比功率和总功率的影响。

2012年Flux会议介绍