在电机行业发展新形式下，如何快速设计一款符合要求的电机成为各个电机厂不断追求的目标，也是各个厂家自身竞争力强弱的体现。
在电机行业发展新形式下，如何快速设计一款符合要求的电机成为各个电机厂不断追求的目标，也是各个厂家自身竞争力强弱的体现。正因如此，越来越多的电机设计软件应运而生，不断开发更新，每款软件都是促进电机设计不断进步的有力工具。本篇文章基于Motor-CAD去计算分析电机设计的各个物理场的计算，使得读者有一个概略认识。
本次计算以一台永磁电机为对象进行设计计算。电机为8极48槽，“V”字型转子槽的永磁电机，电机轴向长度150mm，为了减小涡流损耗，磁钢轴向分为18段。
图1是电机定子冲片数据，图2是转子和磁钢的数据，图3是整个径向面数据。图4是电机轴向方向的数据，包括定转子铁心长度以及磁钢轴向分段数。
图1
图2
图3
图4
绕组的设置如图5所示。三相单层绕组，匝数为6，节距为5，并联路数为2。图5展示了每相绕组在槽内的分布和各个线圈的连接。图6是绕组排布后气隙磁势的谐波次数和幅值。图7是每个谐波的绕组系数。
图5
绕组排布设置后需要设置线规，具体线规的设置如图8所示。
基于Motor-CAD的计算流程，则该对电机的各个部分设置材料属性。图9是材料列表，磁钢采用的30UH牌号。
电磁计算是整个电机性能计算的核心和基础，本次计算电机的转速为3000Rpm，线电流的幅值为480安培，母线电压为400V，电流超前度设置为45度。电机为正弦供电形式，绕组采用星接。彩钢采用平行充磁，假设工况平稳运行下，绕组的温度是65度，磁钢也是65度。
求解参数如图11所示，可以求解空载情况下的运行数据，也可以求解负载情况下的相关参数，这里求解的是反电势和齿槽转矩以及负载运行下的转矩。
图10
经过计算得到电磁结果，Motor-CAD的电磁结果比较全面，涵盖了整个电机设计关心的数据类型。图12是一个极下的磁密分布云图。图13、图14、图15是电机运行下的整体性能数据。包括电压、电流、损耗、转矩、输入功率、输出功率、效率、功率因数等。图16-18则是电机性能参数曲线的展示。
图12
图13
可以发现电机在此工况下，输出转矩为286N*m，输入功率为90kW，输出功率85kW，总的损耗为5kW，效率为94.5%。
图15
图16
图17
图18
电磁计算的损耗数据是热计算的输入源，因此基于电磁计算的结果对电机的散热进行分析。
热计算建模在电磁基础上添加了机座、冷却道等结构。图19是热计算径向数据设置，而后进行轴向数据的设置，以此建立冷却水道，具体设置如图20。
图19
电机散热计算中，绕组的浸漆程度和一些工艺因素对散热的影响较大，因此有必要着重关注这些方面。本例中的浸漆设置、绝缘设置、绕组在槽内的分布情况如图21所示。
由于该电机选择的是水冷，因此需要选中“Housing Water Jacket”，另外还需要设置电机所处的环境温度。而后设置入口水的流量，这里需要提醒一下，一般都是习惯用每分钟多少升作为计量单位，因此需要提前设置为“l/min”，同时设置恒定流量为6.5L/min，如图22。
图22
图23
设定流量之后，需要指定流体的材质类型和属性，图24是展示了本次计算的冷却介质的属性设置。图25设置了电机实体部分的材料热属性设置。剩下的采取默认设置即可。
图24
计算的热源可以是输入的损耗，也可以是电磁计算损耗直接导出在热计算模块，这里采用电磁计算的损耗作为计算的热源。图26展示了计算稳态时温度分布情况，并且损耗来自电磁计算结果。
Motor-CAD热计算依据热网络法，这样可以快速计算出电机的温度分布，用时比有限元要少很多，精度也可以保证工程要求。
点击求解，计算结果如图27-30所示。
图27
图28
图29
图30
Motor-CAD基于自己的优势，采用快速有限元法和热网络法，在短时间内可以计算出电机的设计性能，大大缩短了电机概念设计的周期，提高了电机研发的速度，有助于电机设计水平的提升。
免责声明：文章内容不代表本站立场，本站不对其内容的真实性、完整性、准确性给予任何担保、暗示和承诺，仅供读者参考，文章版权归原作者所有。如本文内容影响到您的合法权益（内容、图片等），请及时联系本站，我们会及时删除处理。
为您推荐
11月5日-6日，2023工业软件生态大会在深圳成功召开。
11月5日-6日，2023工业软件生态大会在深圳会展中心火热开展，作为中国高端工业软件领导品牌、行业领先的3D智能工艺软件提供商，开目软件受邀出席并发表主题演讲。
2023 中国·深圳 第四届中国FMEA峰会 暨聪脉新品发布会 圆满召开 聚焦FMEA 11月1日，由聪脉（上海）信息技术有限公司（以下称聪脉）主办的中国第四届FMEA峰会暨聪脉新品发布会在深圳凯悦酒店圆满召开。
近期热点 NEWS 2023.11.6 客户新闻 聪脉知道 了解企业客户最新热点 关心企业客户最新资讯 企 业 客 户 新 闻 周 速 递 新闻速览 近期客户热点新闻 1 中国一汽研发总院成功举办中国汽车工程学会汽车非金属材料分会第十届年会 2 金溢科技助力西部首个智驾社区启用！ 3 宝钢股份与中国港湾签署战略合作协议 4 4 3 4 日月光半导体推出整合设计生态系统IDE将封装设计效率提升且周期最高可缩短50% 5 广东亿迅2个创新产品入选国家级服务业数字化解决方案优秀案例 6 北方华创连续三年荣登中国电子百强企业榜单 7 广西康明斯发动机首次在柳工重型拖拉机上实现成功配套 聚焦汽车整车行业客户 中国一汽研发总院成功举办中国汽车工程学会汽车非金属材料分会第十届年会 11月2日，“中国汽车工程学会汽车非金属材料分会第十届年会”在湖北十堰隆重举行。
“ 为贯彻落实国务院关于工程建设项目审批制度改革部署，按照全国住房城乡建设工作会议关于“数字住建”工作部署要求，加快推进工程建设项目全生命周期数字化管理，近日，住房城乡建设部印发《关于开展工程建设项目全生命周期数字化管理改革试点工作的通知》，决定在天津等27个地区开展工程建设项目全生命周期数字化管理改革试点工作。
