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解決方案

電子電器—電磁


  

電機設計研發人員經常面臨這樣的問題:

      1.改善電機效率。

      2.設計一種新型電機。

      3.審查替代稀土永磁體的方案。

      4.解決熱和結構問題。

      5.在不損失性能的同時改善外觀尺寸樣式。

      6.降低成本。

      目前多數在電機設計方面主要依賴于工程經驗,或者直接對原型樣機進行實驗分析,通過反復修改與再試驗的過程來確保電磁特性要求。由于系統復雜化程度越來越高,類似單純依靠工程經驗和實驗測量進行電磁設計不僅周期很長,而且成本很高,不能滿足新產品的設計要求。

      隨著計算機輔助工程(CAE)技術在西方發達國家引發的工業設計技術“革命”,新的、快速而準確的電機設計方法成為必然需求,同時計算機電磁仿真技術的飛速發展也為這種需求提供了很好的解決方案。

實際電機系統自身電磁環境很復雜,設計精度和可靠性要求也越來越高,測試對象越來越龐大(系統級設計分析),因此應用傳統方法進行電機設計面臨更多的困難:


      1)       傳統方法耗時,成本高。

      傳統方法做稍許的設計改動要經歷大量的實驗和測試來判斷性能的改變,而通過仿真可以完成這個過程,并且省時、省錢、準確。

      2)       傳統方法往往無法洞悉電機設計失敗的本質原因。

      由于難以準確地直接測量電機內的參數,如導致電機溫升問題的損耗,只能通過實驗去發現問題,但是要去判斷問題產生的原因就需要設計大量的實驗甚至無法去確定原因。但是借助仿真方法可以計算到是哪一種損耗導致的發熱最嚴重,哪個部位是主要發熱源,從而有的放矢的修正方案。同樣諸如飽和和故障分析時仿真手段都是獨一無二的方法,發現并解決問題。

      3)       電機設計參數的優化

      電機設計能力的提升需要進行有效的優化設計,傳統上只能依靠經驗,按照設計標準對調整相關參數,并進行單個參數的實驗測試,不僅耗時費力、提高成本,還無法處理多個設計參數相互影響的情形。借助有限元仿真方法,可以有效的解決這個問題。

      對于上述復雜的電機設計問題,Cobham公司的OPERA電機設計及優化系統提供了全面、精確、高效、易用的解決方案,而本項目中的所要購買的Opera軟件系統由英國Cobham公司技術服務部門(Cobham Technical Service - CTS)生產,軟件系統提供了完整的電機設計和仿真方案,其網格剖分的技術優勢非常突出,可以方便地進行電機的三維模型仿真分析,同時還可以實時耦合熱分析、應力分析,在電機設計仿真方面長期以來都是歐洲主流電機企業的首選工具軟件,從而擁有大量工程驗證。


      電機專用設計及優化系統Opera,采用有限元技術,具有一整套完善的電機3D電磁場分析與優化能力。軟件包括前后處理及求解器等電機專用模塊,并集成了英國著名軍工企業Cobham公司在電機設計行業方面超過20年的研究和工程設計經驗,要素及功能特點如下:

全面的3D電磁仿真功能

      Opera擁有全面的電磁仿真能力,有:建模器、前后處理器,包括電機求解器在內的多種專業求解器,實時瞬態多物理耦合求解工具、優化器等,可完成設計、仿真、分析、優化等一整套的電磁設計分析任務流程。

 
 

  

專用電機項目管理器

-文件管理

-建模器、求解器、后處理模塊調用接口

-任務批處理管理

-分布式計算、多線程計算管理

  

強大的幾何建模功能

      -CAD接口,支持多種CAD格式文件的導入

      -2D/3D分別具有獨立的內置ACIS建模核心

      -鼠標點擊實現物體2D和3D拉伸

      -多種幾何結構體的拓撲操作

      -外部電路環境建模

      -全參數化建模,提高建模效率和準確性,便于后續優化求解

      -獨有的六面體網格類型,多種類型的網格單元及多種網格剖分技巧綜合應用,得到完善的網格剖分結果,極大提高仿真計算的速度和精度

 

 

  

豐富的高級材料庫

-BH曲線編輯器

-線性和非線性材料

-各向異性材料

-磁滯材料

-永磁體增去磁曲線。

  

電機設計分析環境和耦合分析工具

      -多物理場耦合仿真和分析,提高仿真精度和應用范圍

      -高效的優化求解器幫助實現快速設計

      -與工業標準Simulink進行協同仿真靈活易用功能強大的用戶可編程接口和腳本控制功能

      -腳本程序記錄每一部GUI操作

      -可以隨意嵌入任何其他程序中運行

      -程序中允許調用任何外部程序模塊

 

 

 

  

功能強大的后處理器功能

-豐富的繪圖功能,實現各種方式2D/3D結果顯示

-提供各種函數,方便用戶自定義數據處理

-求解結果的再計算,得到更多設計參數

 

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