电机、发电机和变压器的仿真
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。
电磁仿真通过以下方式支持性能和可持续发展目标：
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。
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：
能源效率对于降低运营成本、增加车辆续航里程和实现可持续发展目标至关重要。仿真可以优化电机，以提高效率。效率通常随转速和扭矩而变化；自动仿真可快速计算整个工作条件下的效率并绘制效率图，而无需花费时间和成本进行物理测试。
机器通电时，电流会涌入线圈。该电流产生的瞬态效应不同于机器的稳态操作。时域仿真会对机器在第一个关键时刻的行为进行建模，并帮助确保机器能够从静止状态达到最佳性能。
大型电机或发电机内部的场强度可能非常大，这些场能够干扰敏感设备。屏蔽可防止场泄漏，但会增加成本和重量。通过仿真可以针对最需要的位置进行屏蔽优化，以同时满足电磁兼容性 (EMC) 要求和重量要求。
对于许多应用来说，尤其是家用电器和电动汽车的电机，噪声和振动是两个最重要的目标 KPI。噪声可能由磁效应（如齿槽扭矩）、机械效应（如轴承）或风阻（通过机器的气流）引起。多物理场仿真可以对这些不同的来源进行建模，并帮助最大限度地减少或减轻噪声和振动。
电机通常由电子系统控制。该系统可提供与电机所需负载和运行速度相匹配的功率。了解性能需要考虑控制器。系统仿真可以将电机模型集成到整个系统的表现形式中，以对实际负载条件下的扭矩和效率进行建模。
探索重塑电机仿真世界的技术进步、创新方法和不断变化的行业需求。利用 SIMULIA 保持领先。立即了解。
AbstractElectric drives and drive trains present calculation engineers with new challenges. In particular, the analysis of the vibration behavior of electric drive trains requires the consideration of various excitation sources, some of which can overlap significantly in terms of their frequency range. For this reason, in addition to the characteristic excitation orders of the individual so
电机将电能转化为机械运动。这种运动在线性电机中是平移的，在旋转电机中是旋转的。电机的基本工作原理是基于载流导线暴露在磁场中所受到的力。这种力（也称为洛伦兹力）产生的运动的方向由电流流动方向和磁通量密度方向（可使用右手定则计算）决定。
电机主要有两大类。顾名思义，直流电机由直流电驱动，交流电机由交流电驱动。在传统的有刷直流电机中，功率被输送到转子，这就需要电刷来建立触点，还需要换向器来切换电流方向。无刷直流电机（BLDC 电机）使用电子设备来切换定子绕组中的直流电，而转子则装有永磁体，从而减少了维护工作。
交流电机主要分为两大类。异步电机又称为感应电机，依赖于转子转速和定子磁场转速之差（滑差）；而同步电机的转子转速与定子中的旋转磁场转速相同。永磁同步电机 (PMSM) 是一种在电动汽车中大受欢迎的交流电机。
除了从内燃机逐步转向电力牵引电机外，每辆现代汽车中都有很多电机的应用场景，从雨刷、鼓风机、风扇和各种泵等基本设备到电动座椅调节、车窗和开门器等便捷功能，不一而足。我们的家中也有许多由电机驱动的家用电器。此外，电机在工业自动化和机器人技术领域也不可或缺。
与 SIMULIA 专家交谈，了解我们的解决方案如何在各种规模的企业中实现无缝协作和可持续创新。
课程和课堂针对学生、学术界、专业人士和企业开设。查找适合您的 SIMULIA 培训。
查找有关软硬件认证、软件下载、用户文档、支持联系人和服务产品的信息
