Motor-CAD14

Motor-CAD14是国外开发的电机设计软件和电磁分析软件，软件界面显示多个设计模块，可以启动电磁模块，可以启动热设计模块，可以启动实验模块，可以进入机械模块，目前，热模型适用于以下机器类型：BPM、BPMOR、SYNCREL(BPM附带)、IM、SRM、PMDC、IM1PH，设置的模型可以在软件显示结果总和图，可以直接查看电磁输出图表的摘要页，这允许用户选择包含与其应用程序最相关结果的图形，摘要页面上的图形显示和排序在加载到*.mot文件时不会更改，因此允许在模型之间进行快速、直接的比较!

Motor-CAD14软件功能

一、电磁学

ANSYS Motor-CAD的EMag模块将基于2D瞬态有限元的方法与针对不同电机的分析方法相结合，以快速计算其电磁能。EMag用于计算转矩，功率，效率，转矩脉动，损耗，电流，磁链，电感和力。它还可以计算损耗，包括铜损耗，铁损耗，绕组中与频率相关的损耗以及诸如磁铁和轴之类的固体部件中的涡流损耗。Motor-CAD的基于模板的编辑器使您可以轻松，轻松地设置几何形状并进行高级计算。Motor-CAD十分灵活，允许用户尝试不同的选项，例如自定义绕组模式或从DXF导入自己的几何形状。

二、热能

ANSYS Motor-CAD的Therm模块以秒为单位计算电机的热能，包括稳态和瞬态运行条件下电机组件的温度。在对复杂的占空比(例如牵引电动机驱动周期)和应用程序(例如电梯负载周期)进行建模时，Motor-CAD中的快速仿真非常有用。

Motor-CAD使用分析集总参数热建模技术，该技术会根据用户的输入(例如几何形状，材料，冷却类型等)自动设置。根据这些输入，将自动计算所有热阻和电容。不需要了解复杂的传热现象，例如对流的无量纲分析相关。集总电路技术可加快热分析速度，并允许进行假设测试。对主要传热路径的充分了解使工程师可以优化机器的冷却能。

三、驱动周期

ANSYS Motor-CAD的实验室模块在整个工作范围内分析机器能。用户可以快速创建效率和损耗图，绘制扭矩/速度特，研究受热约束的工作范围并分析整个驾驶周期的能。

Lab模块最初使用电磁2D有限元求解器构建模型。它通过不同电流幅值，相位超前角和频率的整个范围扫描机器的能，以建立机器的等效模型。等效模型与控制策略一起使用，以计算整个工作范围内的能。快速生成诸如效率图，转矩/速度曲线和损耗图之类的输出。用户可以输入时间/扭矩/速度占空比，或使用内置的车辆模型生成一个。实验室模块计算该周期内的电流，电压和损耗，并输出详细的损耗与时间的关系曲线。这可以通过热模型来解决，以计算整个周期内的温度升高。用户还可以计算受热限制的连续转矩/速度特。输入最大绕组温度和最大磁体温度极限，并共同求解热模型，控制模型和损耗模型，以计算电机在整个速度范围内的连续转矩/速度曲线。

Motor-CAD14安装方法

1、打开ANSYS_Motor-CAD_Setup_14_1_2.exe直接安装软件

2、提示安装引导，点击下一步

3、软件的安装协议内容，点击接受协议

4、提示许可证配置，点击Do not setup Specify Later，不要配置

5、软件的安装地址c:ANSYS_Motor-CAD14_1_2

6、提示快捷方式名字Motor CAD

7、提示安装进度条，等待几秒钟

8、Motor CAD安装结束，点击finish结束安装

Motor-CAD14官方最新方法

1、打开Crack文件夹，将Shared Files复制到安装地址替换

2、替换地址就是C:ANSYS_Motor-CAD

3、双击SolidSQUADLoaderEnabler.reg添加注册内容完成激活，重启电脑

4、打开软件就可以正常使用，进入功能界面

5、这里是帮助菜单，可以查看提供的教程文件

Motor-CAD14教程

电磁力能试验

当选择电磁力能试验(负载/开路)时，电机CAD将计算单个转子位置下机器上的电磁力。结果将显示在“图形”选项卡中，总作用力将报告在“输出数据”->“电子磁力表”中。

此外，如果瞬态转矩能测试与有载电磁力测试一起选择，电机CAD将计算在全有载瞬态模拟过程中电机上的电磁力。

如果在开路电磁力测试的同时选择了瞬态反电势能测试，电机CAD将计算整个开路瞬态模拟过程中电机上的电磁力。

这些计算的结果将仅在图形查看器中可用。

对于电磁力能测试(负载/开路)，在气隙中测量力。对于定子上的力，使用离定子孔最近的气隙层。对于转子上的力，使用最近转子表面的气隙层。用于测量力计算的Br和Bt的路径将显示在FEA路径编辑器中

力坐标系

在定子上测得的力分量将在定子坐标系中报告。由于没有静态偏心，这与全球坐标系相同。当包含静态偏心率时，这是从全局坐标系的中心偏移的。

转子上测得的力分量将在转子坐标系中报告。这将在瞬态模拟期间随转子旋转。转子坐标系的方向与“E-Magnetics”->“FEA路径”选项卡中显示的转子方向匹配。当包含动态偏心率时，转子坐标系也会偏离全局坐标系的中心。下图显示了无偏心的转子坐标系。

对于R，T力，正径向定义为向外，正切向定义为逆时针(见下图)。

对于X、Y分量，X和Y方向以常规方式定义。

使用有限元路径测量力

除了内置的能测试之外，用户还可以在任何有限元分析计算期间，测量机器中任何空气区域的自定义路径上的电磁力。有关从FEA测量数量的更多详细，请参阅FEA路径测量。

必须注意的是，力计算仅在空气区域有效。要计算力，路径必须完全位于空气区域，而不接触或重叠任何钢或磁铁区域。下面是一个例子。对于定子和转子力，最佳做法是使用与电机CAD用于电磁力能测试相同的半径。启用力能测试时，可以在FEA编辑器中的“自动FEA路径”列表中找到。

对于使用FEA路径功能测量用户定义路径上的力，测量的点数将是用户指定的数目。

必须对气隙中的大量点进行计算，建议点之间的增量至少为0.5机械度，或720点为整圈。

热力计算

“热量计算”页仅在热量上下文中可见。

这是定义热计算的主页，提供以下选项：

轴速度

这定义了在求解稳态热计算时要使用的轴。

计算类型

定义热计算类型：

·稳态-稳态热计算将得到解决。如果电磁-热耦合选项设置为迭代到收敛解，则耦合的EMag热模型将按照电磁-热耦合中的描述进行求解。如果实验室热耦合选项设置为迭代到收敛解，则耦合实验室热模型将按照实验室工作点中的描述进行求解。

否则，将使用loss[输入数据编辑器]中指定的loss和loss model选项求解热模型。

·瞬态-热瞬态模型将使用瞬态计算设置、占空比定义中定义的选项进行求解。

型号尺寸

·全模型-将求解全热模型。

·简化节点模型-将求解简化节点模型。

模型类型

·三维模型-将求解完整的三维热模型。

·用于FEA校准的2D模型-将求解2D模型。此选项应仅用于FEA校准。

稳态耦合

仅当“计算类型”设置为“稳态”时，这些选项才可用。热模型在任何时候都只能与电磁或实验室模块耦合。

电磁↔ 热耦合-允许在稳态解的电磁损耗和热温度之间进行耦合。

见电磁-热耦合。

实验室↔ 热耦合-允许在实验室模块计算的损耗和稳态溶液的热温度之间进行耦合。

参见作点。

求解热模型

通过单击“求解热模型”按钮或从主下拉菜单中选择“结果”->“运行计算”(Ctrl+R)，可以启动模型解算器。

在稳态解算过程中，电机CAD窗口底部的状态栏将指示计算进度。

在瞬态求解过程中，通过弹出的瞬态进度表指示计算进度。

立方绕组模型

准确估计绕组的温度是热模拟的关键因素之一。电机CAD采用立方绕组模型[1]，精确绕组各部分的三维传热。

(旧型号(以及1MPH机器)可能使用旧的绕组分层型号。在这种情况下，可通过在“默认设置”页面中将“绕组模型类型”设置为“立方元素模型”来选择新的立方模型。)

长方体模型(也称为长方体绕组模型，长方体单元模型)将绕组分成几个长方体。这些三维体在三个维度(即径向、切向和轴向)中具有不同的电导率。通过这种方法对绕组进行离散化，可以绕组不同部位与机器不同部位之间的三维传热。长方体的优点是绕组的冷却面都考虑在内，冷却方法可以应用于特定区域。例如，槽水套冷却，从槽开口、槽底部或槽中心进行冷却。

立方绕组模型理论

每个长方体在热网中有7个节点：6个长方体面各1个节点和1个代表长方体平均温度的中心节点。

图1显示了长方体数为2时的情况。

由于电机CAD热模型分为前、主动和后三部分。这导致热网中有6个长方体(2个长方体代表前端绕组，2个长方于槽内，2个长方体代表后端绕组)。

长方体模型示意图

图1。显示绞合绕组和长方体数设为2的机器的详细电路示意图。

相邻的长方体在身体接触时共用一个面。

在热网络中，这些长方体共用一个面节点。

在图1中，活动部分中的两个长方体共享节点370。类似地，前端缠绕长方体1与活动部分中的长方体1共享节点348。

通过这种方式，绕组不同区域之间的传导被建模。

默认情况下，将显示仅显示外部长方体连接的简化示意图。绕组：显示电路复选框允许显示连接单个长方体内节点的内阻，如图2所示：

立方型显示电路

图2。显示电路启用，显示内部长方体电阻。

图3表示了每个节点的插槽中的位置。请注意，对于具有不同绕组设置的机器(例如，没有分配器，大于2个长方体)，相应的位置会相应改变。

长方体模型节点选址地块

图3。具有2个长方体和上/下分隔器的机器的活动部分中每个节点的相应物理位置。

损失

该模型是一个分布式损耗模型：损耗被放置在中心节点上，中心节点的作用是将损耗分布在整个立方体体积上。

长方体模型设置

图4。带绞合绕组的机器的立方绕组模型的设置页。

长方体数

增加长方体的数量会导致绕组径向的更精细的离散化。

增加轴向切片的数量，相应地增加活动截面中长方体的数量，从而提高绕组温度的轴向分辨率。

长方体大小

长方体模型依赖于每个长方体的正确大小。长方体侧面的长度用于确定传导路径的长度/面积。长方体大小显示在表(图4)和“缠绕编辑器”视图中。

有效k值

立方模型依赖于在3个方向上具有正确的有效导热系数值。这些值是根据设计中使用的导线类型、导线尺寸、槽填充、浸渍度、材料特等自动计算的。如图4所示，由于铜线在轴向有效导热，轴向有效导热系数明显高于径向或切向有效导热系数。在径向和切向上，磁漆和浸渍层的导电差，阻碍了导电。

对于Litz导线，首先计算Litz束(不包括Litz束绝缘)的有效k值。使用这些值(而不是铜)以正常方式计算长方体的有效k值。

有效k值：端部绕组

图5。绞合绕组(左)和发夹绕组(右)的设置页面。