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CAE供应商选型之EasiMotor篇

2018/1/1    来源:e-works        
关键字:EasiMotor  
EasiMotor是国内唯一一款具有独立自主知识产权的电机有限元仿真分析工具,它结合了电机磁路设计的快速性和有限元分析的精确性,并融入优化网格剖分技术、电机驱动控制模块和有限元自动生成功能,可以快速实现电机的优化设计和准确分析。
    一、 EasiMotor简介

      EasiMotor是国内唯一一款具有独立自主知识产权的电机有限元仿真分析工具,它结合了电机磁路设计的快速性和有限元分析的精确性,并融入优化网格剖分技术、电机驱动控制模块和有限元自动生成功能,可以快速实现电机的优化设计和准确分析。 


      EasiMotor软件的开发创始人方卫中博士,一直从事电机设计开发研究和工程化工作,自90年代起他就带领技术团队一直致力于国内唯一的电磁场仿真软件EASIMOTOR软件的研发。可以自豪的说截止到目前我们公司是国内唯一一家在网格剖分技术,以及以此为核心的电磁场有限元分析技术上有自主知识产权的商用软件,使得广大的设计工程师可以快速地从掌握软件到实际运用软件设计好高效、高性能的产品提供的很好的平台,我们将继续致力于该领域的技术研发,不断提升自我,同时渴望能于为您提供这样完整的的解决方案和技术服务。


      EasiMotor电机快速优化设计与分析平台提供了永磁同步电机、感应电机、电励磁同步电机等各种常见电机类型设计功能,包含了电机的快速磁路法设计、参数化设计和电磁场虚拟试验分析平台等功能模块。软件集成有限元模型自动生成和虚拟试验模型自动建立等功能,可快速实现从初始设计、优化设计、电磁场分析到报告生成的完整流程,无需制作样机就能准确预测电机在实际运行工况中的性能。 


      EasiMotor软件中集成了电机与控制器一体化设计的思想理念,将电机控制算法集成到电机磁路设计与有限元仿真分析中,在电机的设计、分析过程中,充分考虑了电机控制器功率拓扑、控制策略以及数字信号处理技术对电机设计性能的影响。同时,基于大量的工程设计和项目分析经验,在EasiMotor中集成了大量的面向工程应用的设计、分析技术,使得软件设计、分析技术与实际电机设计工作更加有效结合。 


二、EasiMotor产品及解决方案介绍

◆EasiMotor软件中提供的电机设计类型主要包括以下几种电机: 

  •  

  • 单相感应电机                         调速永磁同步电机 

  •  

  •  

  • 鼠笼式三相感应电机                   绕线式三相感应电机 

  •  

  •  

  • 永磁同步发电机                        隐极同步电机 

  •  

◆EasiMotor软件中集成了电机设计、驱动控制电路、控制算法包括如下:

◇IdVector.dll:调速永磁同步电机Id=0矢量控制算法;

◇MaxTorque.dll:调速永磁同步电机最大转矩电流比矢量控制算法;

◇IdSVPWM.dll:调速永磁同步电机Id=0矢量控制算法,调制方式采用SVPWM技术;

◇MaxTSVPWM.dll:调速永磁同步电机最大转矩电流比矢量控制算法,调制方式采用SVPWM技术

◇DTControl.dll:调速永磁同步电机直接转矩控制(Bang-Bang);

◇DC_Chopper.dll:永磁无刷直流电机斩波控制;

◇DTCSVM.dll:永磁同步电机直接转矩控制空间矢量调制算法。

◆EasiMotor软件弥补磁路设计的经验局限性,从电磁场本质上分析电机性能,并实现电机任意结构尺寸分析,同时内嵌的网格自适应剖分功能,根据内部算法自动进行网格剖分加密,减少人工判断的繁琐:

◆EasiMotor软件纯中文操作界面,清晰的功能面板,便于工程师很快地上手,熟练掌握设计要领

◆EasiMotor软件具有功能开放的材料库,包含了一个材料库编辑器,客户可以非常方便的自定义企业自己的材料库,为电机的精确设计提供保障。

◆EasiMotor软件具有丰富的可扩展性,具有多款软件的接口提供,与系统和电路仿真软件的协同仿真,达到完美结合。

软件功能特点

EasiMotor软件强大的功能——1、开放的材料库 

EasiMotor软件提供了一个开放的材料库,该材料库包含定转子材料库、永磁材料库以及导线材料库。定转子材料库中包含了常用的冷轧、热轧矽钢片以及铁、不锈钢等常用软磁材料;永磁材料包含了铁氧体、钐钴、铝镍钴、钕铁硼等永磁材料。同时软件中包含了一个材料库编辑器,客户可以非常方便的自定义企业自己的材料库,为电机的精确设计提供保障。 

◆2、电磁场前处理功能

EasiMotor软件支持CAD图纸的导入和导出,实现“图纸”→“电机”的快速转化,尤其在新产品开发应用过程中,解决诸如任意磁钢结构、任意隔磁设计以及任意的冲片形状等棘手的设计问题,从而确保开发进度,缩短研发周期。 EasiMotor软件还支持手动创建有限元模型、在软件前处理中对已有模型进行修改。 

◆3、基于专家知识的网格剖分与自动电磁场分析

在磁路法设计完成后,EasiMotor软件能自动生成可直接求解的静磁场模型,模型中已自动完成各部分材料设置,并已自动完成基于专家知识的网格剖分。用户无需学习复杂的有限元电磁场分析技术,就可以利用EasiMotor自动生成可直接求解的电机电磁场分析模型、自动进行求解并自动后处理,同时软件支持对模型的修改,包括对于冲片结构、磁钢结构以及磁钢充磁方向等的参数修改。另外,支持任意指定区域的铁损、铜损值计算,可以根据分析要求选择添加。 

◆4、虚拟试验分析

在磁路法设计完成后,EasiMotor软件可以直接生成可求解的虚拟试验模型,进行空载试验、负载试验、堵转试验、突加或突卸负载及三相短路等各种状态下的电机性能测试试验,同时可以查看各分析时刻的电磁场分布。通过虚拟试验,用户可以精确预测电机性能,同时可以分析实验中难以获得的参数,例如永磁发电机三相突然短路时产生的瞬时电磁转矩 ,瞬态短路电流冲击以及对磁钢的退磁影响等。用户也可以根据需求,非常方便的自定义各种特性试验。 

◆5、二维电磁场斜槽分析功能

二维有限元求解时,缺省认为沿轴向方向的截面是完全一样的,对于斜槽电机而言,该方法的计算结果与实际情况存在较大偏差,在新版本中提供了针对斜槽效应的分析功能,以精确仿真出斜槽电机的实际运行工况。 

◆6、Ld、Lq电感曲线自动生成

Ld、Lq电感曲线是调速永磁同步电动机控制系统的关键参数,通过软件自带的后处理功能,可以直接得到D轴和Q轴的电感曲线,大大提高了设计的效率和方便性。 

◆7、有限元分析自动后处理

在进行静态场分析或者虚拟试验分析后,EasiMotor软件提供数据自动后处理功能,根据计算结果自动计算电压、电流有效值、电机效率、功率因数、平均转速、平均转矩、输入功率、输出功率等参数 ,同时可自动生成气隙磁密波形,并计算磁密平均值。 

◆8、外部控制电路

对于一些机电一体化的电机,如永磁无刷直流电机、开关磁阻电机等电机类型,EasiMotor软件提供外部控制电路模块,可实现电机的起动、加载等各类瞬态场分析。 

◆9、外部算法控制模块

考虑到某些电机类型在实际应用中,通常需要结合控制器进行联合运行,例如永磁无刷直流电机或者调速永磁同步电机加变频器以及控制器构成伺服控制系统,或者一些其他的马达驱动控制,EasiMotor软件提供了外部算法控制模块,在该模块中提供了针对常规电机进行控制所需的控制算法,例如无刷直流电机的斩波控制、调速永磁同步电机Id=0磁场定向矢量控制等等,设计人员也可以根据软件提供的控制算法模板设计所需的控制算法。(下图所示为某伺服系统空载启动并突加负载后的转速响应与电流响应) 

◆10、与系统和电路仿真软件的协同仿真

为进一步扩展电机在复杂应用场合的分析,例如独立供电系统的供电特性分析、伺服系统控制系统仿真算法的研究等,EasiMotor软件提供与系统仿真软件和电路仿真软件的协同仿真,协同仿真可支持EasiMotor磁路模型的协同仿真、EasiMotor电磁场模型的协同仿真,协同仿真软件包括系统仿真软件Portunus、PSIM等。 

三、 联系方式
杭州易泰达科技有限公司
地址:杭州市上城区钱江路58号太和广场3号15楼(310008)
网址:www.easi-tech.com
E-mail:sales@easi-tech.com

责任编辑:王阳
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