Motor CAD 13是一款由ANSYS公司新推出的电动机仿真软件，新增手动指定要在ActiveX中注册的exe文件的功能，更新了FMU的名称，将“-”替换为“ _”，内置一整套完整的多物理场设计工作流程，该流程包括从最初阶段到详细的设计与验证阶段，旨在帮助设计工程师在整个工作范围内评估电机拓扑结构和概念，针对性能、效率和尺寸实现最优化的设计，为电机打造一个强大的从设计到验证工作流程。

　　功能介绍

　　1、电磁

　　EMag提供了一个二维有限元环境，并结合了分析算法来计算电气性能特征，包括功率，扭矩，损耗，电压，电流，电感，力和磁链。要定义电动机，用户可以通过定义诸如齿宽以及槽和极数之类的参数，通过内置模板编辑器输入其几何形状。用户还可以通过DXF文件导入自定义几何。

　　2、热疗

　　Therm与EMag耦合，它允许用户迭代地求解稳态和瞬态条件下的热计算。用户首先从水套，自然对流，强制对流，喷雾冷却，辐射等选项中指定电动机的冷却系统。用户可以设置浸渍，槽衬和外壳的特定热性能，以及包括层压至外壳界面间隙在内的制造因素。

　　3、实验室

　　Motor-CAD的实验室模块使用户可以在整个工作范围内分析其电动机。该模块输出效率和损耗图，峰值转矩和速度，热约束转矩和速度以及在复杂驾驶循环中的电动机性能。实验室对EMag和Therm均适用。

　　4、机械

　　机械模块使用2D有限元分析(FEA)来确定电动机运行过程中转子的应力和位移。这使用户可以优化转子设计的电磁性能，同时保持在机械极限之内。用户使用Mech参数化模板编辑器定义转子几何形状，并指定输入，例如极数以及内径和外径。与EMag一样，可以从Motor-CAD数据库中应用材料属性，也可以由用户指定材料属性。用户还可以指定杨氏模量，密度和泊松比，以及屈服强度和拉伸强度。

　　软件优势

　　1、设计优化

　　可以用作设计过程的整体部分。通过优化与热电路和机械设计并行的电磁模型，可以实现真正的最佳设计。 通常，热设计方面要等到设计过程结束时才能进行，此时更改设计值为时已晚，并且会生产出不合格的电动机。

　　2、快速响应客户查询

　　通常，客户希望将现有的电动机用于具有指定负载特性的给定应用。通过其占空比分析功能，Motor-CAD可用于快速建模负载规格。然后，设计师对电动机/驱动器组合是否足以胜任该任务以及客户是否有安全感感到清楚，设计师可以充分调查他的询问，从而帮助赢得订单。

　　3、快速量化设计变更

　　有时可能会建议更改材料或制造工艺。 Motor-CAD使设计人员可以快速量化此类变化对电机性能的影响

　　4、程序验证

　　将电机性能的Motor-CAD计算与对现有电机的测试进行比较很容易。在进行此类验证时，用户对影响机器性能的主要参数有深刻的了解，因此可以使用此知识来改进设计。

　　5、参数估计

　　如果不是不可能的话，直接测量影响电动机性能的某些关键参数通常是非常困难的。接口间隙，转子损耗在许多情况下，可以通过将Motor-CAD输出与易于测量的数据进行匹配来估算这些参数，例如组件温度，定子损耗。例如，可以改变定子叠片和壳体之间的界面间隙，直到与T [定子j和Thousing]的测量值匹配为止。

　　6、灵敏度分析和稳健设计

　　改变输入参数并检查对机器性能，温度分布等的影响非常容易。灵敏度分析可用于尺寸公差，材料特性等参数。

　　浸渍良好，界面间隙。等，并绘制机器性能变化的图表。这可以用来了解机器中哪些关键设计变量。也可以将其扩展以形成诸如6-Siama之类的稳健设计技术中系统模型的一部分。整个计算过程以及相关参数的变化都可以使用ActiveX技术或内置的灵敏度分析工具自动进行。

　　应用亮点

　　一、电磁学

　　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，以快速计算其电磁性能。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。该软件十分灵活，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。这里列出了EMag的一些关键功能：

　　1、广泛的参数化模板和几何

　　2、针对不同性能测试的自动计算设置

　　3、具有啮合和边界条件的内置2D瞬态或静磁FEA求解器的自动配置

　　4、先进的计算功能，例如磁体中的涡流，感应电机转子棒以及交流绕组损耗的计算

　　5、DXF和可编写脚本的几何形状，自定义电流波形和多层转子偏斜

　　6、结合了2D有限元和分析建模方法，因此可以在几分钟内输入和计算设计，使您能够在设计过程的早期就解决复杂的电磁效应

　　7、耦合到Motor-CAD Therm，使您能够迭代求解热计算

　　8、‘计算扭矩，功率，损耗，电压，电流，电感，磁链和力

　　9、链接至Maxwell进行详细的FEA分析

　　二、热性能

　　Therm模块以秒为单位计算电机的热性能，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。

　　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性。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性能。

　　自动设置的热阻网络是三维的，可对端部空间的冷却，端部绕组的冷却，旋转对气流的影响以及沿机器轴向的热传递进行3D分析。

　　支持多种冷却类型：

　　1、自然对流(TENV)

　　2、强制对流(TEFC)

　　3、通过通风

　　4、水套(几种配置)

　　5、潜水式

　　6、被淹

　　7、湿转子和湿定子

　　8、喷雾冷却

　　9、辐射

　　10、传导性

　　三、驱动周期

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

　　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性能，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性能。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/速度特性。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。

　　四、机械

　　Mech提供了对离心力在转子中引起的机械应变，应力和位移的快速估计。在高速旋转电机中，确保结构完整性是一项重大挑战。力学计算使用带有自适应网格的二维线性有限元求解器。通过在设计过程中考虑机械约束，电动机设计人员可以确定转子的尺寸，以实现最佳的电磁性能，同时确保工业可行性和在机器全速范围内的安全运行。

　　五、详细的设计，分析和验证

　　为了进行详细设计，深入分析和验证电动机设计，可以将ANSYS Motor-CAD模型转移到ANSYS Maxwell，ANSYS Icepak和ANSYS Fluent中。将这些求解器与Motor-CAD结合使用可提供高保真2D / 3D分析功能，使您能够分析最终效果，退磁，铁损，磁滞，噪声振动苛刻性(NVH)以及完成设计所需的其他高级电磁现象电机冷却系统。在ANSYS电机设计流程中增加了Motor-CAD，为电机设计创建了完整的端到端工作流程。