Cách cải thiện quy trình thiết kế động cơ điện

Động cơ điện có đủ loại kích cỡ - từ những động cơ khổng lồ để đẩy tàu, đến những động cơ thu nhỏ được sử dụng trong các thiết bị y tế. Cho dù thiết kế một động cơ điện cho một chiếc xe điện cần nhỏ, năng suất cao và yên tĩnh; hoặc đối với một ứng dụng công nghiệp nơi mà kích thước và âm thanh không phải là mối quan tâm chính, điều quan trọng là mô phỏng động cơ điện ngay từ đầu trong quá trình thiết kế. Mô phỏng cho phép các nhóm kỹ sư thiết kế hiểu rõ hơn những thách thức tiềm ẩn về nhiệt cơ điện trước khi đầu tư vào tạo nguyên mẫu đắt tiền và sản xuất.

Điện khí hóa là nóng, nhưng các kỹ sư cần giữ cho động cơ mát

Động cơ điện là một hệ thống đa trường vật lý phức tạp yêu cầu mô phỏng ngay từ đầu để đạt được một thiết kế tối ưu. Nhu cầu về động cơ nhỏ hơn có khả năng tạo ra công suất lớn hơn đang thúc đẩy sự phức tạp này. Một trong những mối quan tâm chính về việc cung cấp nhiều điện năng hơn ở dạng nhỏ hơn là việc quản lý nhiệt. Nếu nhiệt độ không được kiểm soát, vật liệu có thể vượt quá nhiệt độ hoạt động bình thường của chúng và trải qua sự thay đổi pha, mềm hóa, nóng chảy hoặc các dạng suy biến khác.

 

Ngoài những rủi ro an toàn rõ ràng về ứng suất nhiệt có thể gây mỏi, nứt và biến dạng vật liệu, các vật liệu hiện đại có thể đắt tiền. Ví dụ, một số động cơ điện sử dụng nam châm đất hiếm nếu nóng quá mức thì chúng có thể bị khử từ

Cách sử dụng và quy trình làm việc kỹ thuật được tích hợp cho đa trường vật lý

Ansys cung cấp quy trình làm việc kỹ thuật tiến hành từ các tùy chọn định cỡ thiết kế động cơ điện đến các phân tích điện từ, nhiệt và cơ học của động cơ. Quy trình làm việc bao gồm phần mềm mô phỏng cơ và nhiệt, cùng với phần mềm tích hợp quy trình và phần mềm tối ưu hóa thiết kế ( PIDO

Process Integration and Design Optimization (PIDO) - dịch là Tích hợp quy trình và tối ưu hóa thiết kế là một dòng sản phẩm phần mềm tối ưu hóa mới nổi được phát triển trong lĩnh vực thiết kế hàng không vũ trụ nhằm cung cấp cho người dùng khả năng tích hợp các quy trình sử dụng nhiều công cụ thiết kế và phân tích kỹ thuật số.

Các sản phẩm này cho phép các công cụ phần mềm được “bao bọc” và các mô phỏng của chúng được tự động hóa và tối ưu hóa dựa trên một tập hợp các biến và ràng buộc thiết kế do người dùng xác định.

) Ansys optiSLang.

Với optiSLang, các kỹ sư có thể:

• Kết hợp các tính chất vật lý khác nhau thành một cách tiếp cận đa trường để nghiên cứu các hiện tượng một cách tổng thể hơn
• Chuẩn hóa và chia sẻ các quy trình mô phỏng giữa các nhóm, cho phép những người mới làm quen với mô phỏng có quyền truy cập trực tiếp hơn vào mô phỏng
• Đẩy nhanh các tìm kiếm thủ công tốn nhiều thời gian để có cấu hình thiết kế tốt nhất và mạnh mẽ nhất, cho phép các kỹ sư và nhà thiết kế có thể hiểu rõ hơn về thiết kế của họ thông qua hình ảnh tương tác và công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI)

Nền tảng optiSLang kết nối Ansys, các phần mềm của bên thứ ba và các công cụ trong một nhóm với quy trình mô phỏng tự động.

Ví dụ: Mô phỏng động cơ kéo bằng điện

Mô phỏng nhiệt của những động cơ kéo bằng điện yêu cầu nhiều hơn một bộ giải, thường cung cấp độ chính xác cao hơn với chi phí về tốc độ. Hiệu năng đồng mô phỏng có thể được cải thiện đáng kể bằng cách đưa siêu mô hình (Metamodel) vào bộ giải, điều này chỉ làm tăng một chút thời gian thu được kết quả đồng thời cải thiện chất lượng của mô hình.