Introduction au logiciel de CAO pour moteurs à courant continu sans balais

À l'heure actuelle, plusieurs options logicielles sont disponibles pour la conception de moteurs à courant continu sans balais à aimant permanent, telles que ANSYS, ANSOFT, MotorSolve, SPEED et autres. En Chine, il existe également plusieurs nouvelles options de logiciels de conception disponibles pour moteurs à courant continu sans balais.

En 2006, Infolytica, une entreprise canadienne renommée spécialisée dans l'analyse informatique électromagnétique, a lancé le logiciel de conception de moteurs MotorSolve BLDC spécifiquement pour les moteurs à courant continu sans balais à aimant permanent. Le logiciel MotorSolve se compose de deux parties : le moteur et le variateur. Il combine des méthodes analytiques classiques avec des méthodes d’analyse par éléments finis pour la conception de moteurs. Les utilisateurs doivent uniquement saisir les paramètres de conception pour générer automatiquement des modèles et des enroulements, et obtenir des résultats de simulation basés sur le logiciel d'analyse par éléments finis électromagnétiques MagNet. Les utilisateurs peuvent modifier les paramètres de conception tels que la géométrie du rotor et du stator, les numéros de pôles et d'emplacements, la forme des emplacements, les enroulements et les matériaux pour calculer le flux du moteur, le courant, la force contre-électromotrice, le couple, les pertes de fer, les pertes de cuivre, l'efficacité, le couple d'engrenage et autres. données de performances et peut comparer plusieurs schémas de conception. Dans le logiciel MotorSolve, les utilisateurs doivent uniquement saisir des paramètres tels que le numéro de pôle, le numéro d'emplacement, le pas d'enroulement et le décalage de phase pour générer automatiquement la répartition des enroulements, calculer la force contre-électromotrice, le facteur d'enroulement et l'analyse harmonique de la force électromotrice.

Le logiciel SPEED est un logiciel efficace d'analyse de conception de champ magnétique développé par le Département de génie électronique et électrique de l'Université de Glasgow au Royaume-Uni. Il comprend de nombreux niveaux d'analyse de conception et est mis à jour chaque année avec de nouvelles fonctionnalités pour améliorer sa fonctionnalité et sa facilité d'utilisation. Le PC-BDC est spécialement conçu pour la conception de moteurs CC sans balais à aimant permanent.

Le processus de conception est à peu près le suivant :

• (1) Examiner les exigences de conception ;
• (2) Sélectionnez le matériau à aimant permanent du rotor et le matériau stratifié du stator. Le logiciel SPEED contient une base de données des propriétés des aimants permanents et des matériaux magnétiques doux ;
• (3) En fonction de l'expérience ou du modèle de stator, sélectionnez le numéro de pôle du rotor et le numéro d'emplacement du stator, saisissez les paramètres de dimension structurelle initiale du moteur ;
• (4) Utilisez le programme pour établir un modèle électromagnétique, ajustez la taille du moteur si nécessaire pour obtenir des résultats de calcul de couple, de vitesse et de perte qui répondent aux exigences ;
• (5) Sélectionnez le mode d'enroulement, optimisez les tours, indiquez le diamètre du fil et le facteur de remplissage de la fente ;
• (6) Vérifier l'efficacité du programme ;
• (7) Modifiez certains paramètres et calculez de manière itérative différents schémas d'optimisation. Par exemple, modifiez le nombre d'enroulements, l'entrefer et l'épaisseur de l'aimant, vérifiez l'impact sur les performances thermiques et le fonctionnement du moteur, et vérifiez l'impact sur la tension, le courant, etc. ;
• (8) Revalider si le projet répond aux exigences de conception.

Les calculs électromagnétiques et thermiques des moteurs sans balais peuvent être effectués à l'aide de deux progiciels, SPEED et Motor-CAD.

La technologie CAO combine les capacités informatiques rapides et précises des ordinateurs avec les résultats de recherche théorique et l'expérience de conception d'experts en moteurs, accélérant le processus de conception de produits, raccourcissant le cycle de conception et améliorant la qualité de la conception des produits moteurs. Bien que les fonctionnalités des logiciels de conception deviennent de plus en plus sophistiquées et pratiques pour la conception de moteurs sans balais, les connaissances théoriques de base et l'expérience en conception des concepteurs liées aux moteurs sans balais sont indispensables. En fait, dans le processus initial de conception et de conception, le choix des paramètres nécessite la participation et le jugement corrects du concepteur. L’utilisation d’un logiciel de conception moderne en combinaison avec les méthodes de conception électromagnétique traditionnelles peut contribuer à améliorer les compétences en conception.