磁路法设计
电磁场分析
强大的脚本功能
虚拟样机测试
机电系统协同仿真
磁路法设计
1、快速方案设计

在磁路设计中输入电机定转子冲片、绕组形式、磁钢、材料以及工作状況等电机设计数据,就能计算电机的相应性能。开放的材料库、多样化的绕组形式等软件的内嵌功能’保证了软件的实用性和精确性。EasiMotor还集成了一个用于计算任意排布的交流绕组的绕组计算器,方便的进行绕组排布设计’并计算绕组系数、谐波分量、磁动势分布等参数。同时,对于像永磁无刷直流电机等机电一体化的电机,还可以选择驱动电路的形式,进行考虑驱动电路特性的电机性能快速计算。利用磁路法的快速性,设计人员可以得到快速初步的设计方案。
2、场路耦合计算

现代电机转子结构变化层出不穷,常用的设计方法在处理此类问题时精度差、扩展性差、支持的转子种类少。EasiMotor采用全新场路耦合算法,在磁路法,在磁路法算法的基础上利用静磁场提取一些计算所需关键参数,在提高计算精度的同时,又能兼顾计算速度,且具有良好的扩展性,能够适应所有具有二维磁场对称结构的转子形式。
3、参数化与优化

通常磁路法设计只得到电机的初始设计方案,为了进一步优化电机电磁性能和材料成本,设计人员需要对某些参数,例如绕组匝数、绕组线径、叠片高度以及磁钢结构参数进一步进行扫描分析,从而获得高性价比的设计方案。      EasiMotor支持铁心长度和定子内径、槽形参数、线圈匝数、硅钢片和磁钢参数等参数的批量参数化设计,并在设计参数允许的自由度内快速得到以电机性能、成本等为优化目标的设计方案,求解对应性能参数,并以七星彩下期预测和图表的形式提供计算报表。
4、自动生成报表

在方案设计完成后,设计人员需要根据设计结果生成设计报告,用于生产指导及数据备份,EasiMotor提供结果表单、特性曲线等标准结果输出,同时还提供自定义报表输出功能,据此可设计与企业原有设计文档相匹配的报表,直接用于生产指导。标准设计清单包括电机所有机械和电气参数,如电机尺寸、额定负载下性能数据、空载下性能数据、各部分磁密以及计算输出的各类特性曲线。
电磁场分析
1、自动网格剖分与静磁场分析

EasiMotor软件能自动完成基于专家知识的网格剖分,并生成可直接求解的静磁场模型,同时支持冲片结构的自定义修改。用户无需学习复杂的有限元电磁场分析技术,便可快速计算分析电机的静态电磁特性,如气隙磁密、漏磁系数、电感磁链等。
2、瞬态场与数据后处理
EasiMotor能够精确模拟电机的瞬态性能,获得各类参数的时变曲线,如电流波形、转矩波形、反电势波形等,不再局限于稳态性能结果的提取。软件还能够支持场图的显示与动态播放功能、场结果计算器和数据自动后处理功能(曲线计算、特征值提取等),用户可轻松获取电机的性能参数,如电压、电流有效值、效率、功率因数输入功率、输出功率等。
EasiMotor支持CAD图纸的导入和导出,实现“图纸”- “电机”的快速转化,尤其在新产品开发应用过程中,解决诸如:任意磁钢结构、任意隔磁设计以及任意冲片形状等棘手的设计问题,从而确保开发进度、缩短研发周期。
3、工程图纸导入导出
4、二维斜槽分析
二维有限元求解时,缺省认为沿轴向方向的截面是完全一样的。对于斜槽电机而言,该方法的计算结果与实际情况存在较大偏差。在EasiMotor中提供了针对斜槽效应的分析功能,以精确仿真出斜槽电机的实际运行工况。
强大的脚本功能
1、脚本库管理
EasiMotor支持JavaScript脚本建模接口,可通过脚本完成建模、求解以及后处理等功能,大大增加了软件的开放性。用户可将仿真工作中的大量重复工作进行脚本定义,如d/q电感提取、Id/Iq最佳分配方案扫描等,实现技术定制化、工具化、提高自动化能力,减少人为的错误,提高工作效率。同时,EasiMotor提供脚本库功能,将脚本进行统一管理和发布,支持对脚本的加密和分发,增加可分享性、重用性和保密性,实现技术积累。
2、性能MAP测试
     MAP图是电机效率测试中的新型评估方法,反映在不同转速、扭矩下的电机效率分布情况。随着调速电机行业的发展,MAP图越来
     越重要,它能够辅助电机或者总成的设计者找到尽可能高效低耗的节能方案,辅助驱动、伺服等系统整体性能的提升。
     EasiMotor能够提供不同转速、转矩工作点下的电机效率、电流等各项性能MAP图,并考虑控制算法对电机性能的影响,解决了饱和度  
     和非正弦性的计算精度问题、大批量电机性能参数的快速计算问题,具有较高的计算精度和计算速度,适用于任意磁极结构的永磁
     电机及磁阻电机。
3、振动噪声分析
振动噪声分析功能以脚本文件形式实现,能够快速准确获取径向电磁力频谱,确定所有空间力波的大小和频率,通过数据文件剖析磁密成分(次数和种类),为工程师明确优化方向,改善电磁方案,从根源上解决电机电磁振动噪声问题。
温升计算模块EasiThermal内嵌于软件,于磁路法模块实现无缝链接,方便简洁地完成几何机构数据的传递。温升模块采用热网络
法对电机温升进行快速准确的仿真分析,获得电机在不同结构及散热方式下的温升数据,包括稳态温升、热流密度和起动过程瞬态温升等。
4、热网络计算
虚拟样机测试
1、型式试验自动建模

EasiMotor软传统的电机设计过程中,电机设计完成后需要制作样机,利用已完成的样机对电机进行起动、负载等各类试验。EasiMotor集成了电机虚拟试验平台,用户无需制作样机,就能够对电机的实际工况进行各种试验,针对不同的电机类型,可以通过磁路法结果自动生成可求解的虚拟试验模型进行空载试验、负载试验、堵转试验、突加或突卸负载及三相短路等各种状态下的电机性能测试试验,从而精确预测电机性能,分析试验中难以获得的参数,例如永磁发电机三相突然短路时产生的瞬时电磁转矩、瞬态短路电流冲击以及对磁钢的退磁影响等。
2、内嵌控制算法
考虑到某些电机类型在实际应用中,通常需要结合控制器进行联合运行,例如永磁无刷直流电机或者调速永磁同步电机加控制器构成伺服控制系统,或者一些其他的电机驱动控制,EasiMotor提供了外部算法控制模块。在该模块中提供了针对常规电机进行控制所需的控制算法,例如无刷直流电机的斩波控制、调速永磁同步电机Id=0磁场定向矢量控制等,用户可以根据软件提供的控制算法模板设计所需的控制算法。
3、电磁参数提取
EasiMotor可使用磁路计算结果自动生成电磁参数的有限元可求解模型,利用有限元法自动提取电机如超瞬变电抗、直轴电抗和短路比等电磁参数,大大提高了方便性。
4、工程基础库
工程基础库主要包括材料库、绕组形式库和槽型库,是电机建模与仿真的基础。材料库提供了大量的铁芯材料、永磁材料、导电材料等,属性参数俱全且精确,同时支持用户自定义材料,建立自己的材料库,为电机的准确仿真提供保障。绕组库提供了单层绕组、双层绕组、直流绕组、叠绕组、波绕组、单相绕组等多种绕组形式,能够较好地满足用户的设计需求。槽形库涵盖了目前常见的九种槽形:半开口槽、开口槽、梨子型槽、斜肩平底槽、圆肩平底槽、刀形槽、凸形槽、圆槽,并且各尺寸灵活可变,丰富了定转子冲片结构,提高了电磁方案的多样性。
机电系统协同仿真
1、机电系统协同仿真
为了进一步扩展电机、控制器与机械负载在复杂应用场合的分析,例如解决电动汽车驱动系统或伺服机构仿真分析,EasiMotor提供与系统仿真软件和电路仿真软件的协同仿真接口,例如与机电系统仿真软件Portunus的协同仿真接口。在EasiMotor中可自动生成电机集中参数模型、多回路模型和有限元联合仿真模型,通过机电系统协同仿真接口完成电机、控制器、机构的多物理场协同仿真。

   EasiMotor是一款易上手且高效预设计工具,利用该工具帮助我在电机设计初期提高设计精度及准确度,优化各类电机方案,减少设计成本,成为设计工作的必备工具。


                                                                             —— 电机研发部主任  上海电机厂