В настоящее время электродвигатели широко используются в качестве электромеханических преобразователей энергии в самых разных областях. Благодаря своего рода «естественному отбору» были разработаны различные типы машин, концепции управления и регулирования и рекомендации по проектированию для различных профилей требований. Тем не менее, отдельные компоненты должны быть согласованы.
Однако это усложняется тем фактом, что проектирование и оптимизация отдельных компонентов, таких как электрическая машина, силовая электроника, алгоритм управления и регулирования и механическая линия передачи, выполняются отдельно. Как правило, эти интерпретации выполняются разными отделами, поскольку необходимы разные базовые технические знания и практические знания. Тем не менее, было бы более разумно, если бы эксперты из различных отделов имели общую доступную платформу как можно раньше на этапе разработки продукта, чтобы с самого начала проверить функции сборок и взаимодействие компонентов, а также обсудить и принять решение о любых необходимых изменениях.
Расчет магнитных полей
Общей основой всех типов электродвигателей является магнитное взаимодействие неподвижного и подвижного, обычно установленного с возможностью вращения, компонента. Обычно говорят о статоре и роторе электродвигателя. Сила, которая заставляет вращаться ротор, может быть получена из магнитных полей, которые его окружают. Таким образом, расчет магнитных полей, возникающих в электродвигателе, позволяет анализировать приложенные силы и моменты. Различные типы двигателей отличаются тем, как компоновки катушек и их возбуждение, сплошные или короткозамкнутые проводники, постоянные магниты и конструкция железной цепи для направления магнитных полей объединяются для получения определенной картины магнитного поля.
Картинная галерея
Картинная галерея с 7 картинками
В дополнение к желательному эффекту, генерирующему силу, магнитные поля также имеют побочные эффекты, например, омическую потерю мощности на катушках, которая приводит к нагреву или образованию рассеянных полей, которые могут отрицательно влиять на другие устройства. Как желательные, так и нежелательные эффекты магнитного поля могут быть описаны с достаточной точностью, используя известные законы (уравнения Максвелла). Поскольку их аналитическое решение не представляется возможным для большинства реальных схем или оказывается очень сложным, обычно используются численные методы решения.
Постоянно растущие требования к электроприводам требуют все более точного прогноза магнитных полей и их эффектов. Подробное описание договоренности имеет важное значение. Это включает в себя, например, поведение ферромагнитных веществ и правильные характеристики вводимых токов или описание управления, с которым подается ток. С другой стороны, существует желание сократить циклы разработки приводных решений и вывести на рынок оптимизированный по стоимости конечный продукт.
Требуется меньше физических прототипов
Коммерческие программные продукты для моделирования схем и полей предоставляют разработчику возможность прогнозировать производительность отдельных вариантов решения на самых ранних этапах разработки. Количество физических прототипов, необходимых для проверки концепции, может быть значительно сокращено или даже полностью исключено.
Одной из отличительных особенностей программного обеспечения для моделирования Ansys является то, что оно предлагает решения для изучения вопросов из самых разных областей (таких как электромагнетизм, строительная механика, термические и электронные схемы). Моделирование электромагнитных полей и схемотехники имеют особое значение при разработке электрических машин. Пакет программного обеспечения Ansys Maxwell позволяет разработчику двигателя систематически исследовать влияние материала, среза листового металла и схемы намотки, среди прочего, на рабочие характеристики двигателя в различных рабочих точках. Наиболее важные параметры производительности конкурируют. Это означает, что улучшение одного свойства часто ухудшает другое. Таким образом, есть компромисснапример, конкурирующие цели производительности, связанной с объемом и пульсацией крутящего момента.
Содержание статьи:
- Страница 1: Общая платформа моделирования позволяет эффективно проектировать приводы
- Страница 2: Экспертиза дизайнерского пространства
- Страница 3: Интеграция моделей поведения
Следующая страница