我们使用电机将机械能转化为发电机形式的电能,以转换和分配电能,并将电能转化为电机形式的机械能。电机以多种方式为我们的现代生活提供支持,在我们迈向碳排放量更少、更加可持续发展的未来时,电机是电气化不可或缺的一部分。最大限度提高电机能效对于最小化资源消耗至关重要。
电机仿真有哪些优势?
电磁仿真通过以下方式支持性能和可持续发展目标:
帮助制造使用更少材料的高效电机、
提供更高的效率、
产生更少的噪声和振动。
工程师可以优化其电磁设计,以在所需的工作条件下实现最高效率,并在相互竞争的设计因素之间找到最佳权衡。
如何仿真电动发动机?
电动发动机是一种复杂的设备,根据定义,该设备需要多物理场仿真功能。电磁力在电机中转化为扭矩。相反,发电机通过机械旋转产生电磁功率。在现代电动汽车中,同样的电力牵引电机还充当发电机,通过再生制动回收能量。分析这两者之间的转换需要进行运动分析,以捕获机器随时间变化的行为。
扭矩曲线上的纹波会导致机器产生噪声和振动。电机内部的大电流也会导致严重发热。精确评估电动力与机械力的耦合需要全面的材料建模选项。除了实际建模导体中的传统电损耗外,建模选项还包括材料在使用过程中的磁化和去磁效应。在仿真过程中,我们能够考虑涡流、磁滞和过量/旋转损耗等铁损耗。这些损耗可用于机器的热分析。
电驱动的系统仿真
电机始终是更大型系统的一个部分,一边是电路和控制器,另一边是传动机构和变速箱。仿真模型可以作为功能模型单元连接到整个系统的表现形式(包括控制器),对机器在真实场景中的行为进行系统仿真。
通过仿真可计算出的电机 KPI 包括:
效率
电感
饱和曲线
短路分析
开路分析
浪涌电流/负载测试
通电瞬态
损耗 - 铜、涡流、磁滞
线圈上的动力
噪声和振动