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电驱动系统

CAE仿真技术在产品设计中的应用简介


电驱动系统主要由四个子系统组成,包括驱电机、齿轮箱、功率变换器和控制器。随着社会电气化的发展和普及,电驱动系统的应用场合不断增多,比如新能源汽车、机器人、电驱动压缩机、机床等等。


ANSYS集成化电机设计解决方案,不仅可以解决电机本体的电磁、结构、热、多物理场耦合设计问题,还可以解决电机、驱动电路、控制算法和代码开发、电驱动系统集成化设计、EMI/EMC分析等问题。通过全面预测并优化电机及驱动/控制系统的电磁、热、结构、振动、噪声等多物理场耦合特性和EMI/EMC特性,实现集成化、高效节能化。

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电驱系统电磁问题


对于电驱系统的电磁场相关问题,基于ANSYS软件可以做以下的仿真分析:

·   基于磁路法的电机快速设计、初始方案评估和优化设计;

·    基于瞬态电磁场有限元分析的电机精确分析和参数化/优化设计;

·    基于有限容积法的流体热分析和散热系统优化;

·    基于电磁、热、结构单/双向耦合的多物理场耦合设计;

·    基于电磁、振动、噪声自动化设计流程的耦合设计;

·    基于电磁、电路联合仿真

·    嵌入式代码生成

·    EMI/EMC

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驱动系统


 电驱系统的结构问题


·    电驱系统强度、结构振动、疲劳、噪音分析

·    齿轮箱传动和润滑分析

·    IGBT热变形分析

    

     结构分析是电驱系统设计最基础的部分。ANSYS的结构分析模块可解决系统零部件的强度、刚度、振动、疲劳、断裂、装配等问题,此外结构分析也可和其他场分析相会耦合综合考虑热变形、电磁力相互作用等。对于齿轮箱的润滑,多体动力学软件RecurDyn 与粒子算法仿真软件Particleworks 联合仿真,可以检查润滑油是否到达所有需要润滑的区域及油在内部流动是否存在障碍,是否能够保证润滑效率等等。

 

对于电驱系统的流体相关问题,基于ANSYS软件可以做以下的仿真分析:

·    IGBT冷却系统设计与散热分析

·    电机冷却系统设计与热分析

·    控制板的散热分析

 

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 电驱系统流体问题


·    电磁生热(电磁和热的耦合);

·   通风冷却(流场和热的耦合);

·    热应力和热变形(热和结构的耦合);

·    电磁振动(电磁和结构的耦合);

·    振动噪声(电磁、结构和声场的耦合)

·    气动噪声(流场和声场的耦合)

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驱动系统

电机电磁、热、结构多物理场仿真


相关CAE软件模块: 

 

几何建模:Ansys DesignModeler、ANSYS SCDM

流体仿真分析: Ansys CFX、Fluent、ICEM CFD、HPC

电磁场仿真分析:ANSYS Maxwell、ANSYS SIwave、ANSYS Q3D Extractor、ANSYS HFSS、

结构仿真分析: Ansys Mechanical

疲劳寿命分析:Ansys nCode Designlife

物理场耦合分析:Workbench

优化分析软件:ANSYS DesignXplorer、Optislang、Genesis

网格处理工具:Ansys Meshing、Fluent Meshing

 


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