本书旨在满足电机设计人员对现代电机仿真设计理论和实操的需求，重点讲解如何利用ANSYS软件开展电机设计中的电磁计算、温升计算、振动噪声计算等工作，并探讨了人工智能算法在现代电机智能化设计中的应用。本书以实际工程项目为依托，突出工程性和实操性，既有详细的仿真设计步骤，又有工程设计经验讲解，帮助读者可以逐步自主完成电机多物理场仿真，实现从理论到仿真再到实验的工程项目开发的所有环节。

本书适合电机设计相关的企业研发和设计人员工作参考、培训机构教学使用，以及相关专业师生学习。

推荐序

前言

第1章　电机起源及发展 

1.1　电机的定义及起源 

1.1.1　电机的定义

1.1.2　电的起源

1.1.3　磁的起源

1.2　电机发展史

1.2.1　交流感应电动机发展史 

1.2.2　直流电机发展史

1.3　电机的分类

1.3.1　传统电机

1.3.2　现代电机

1.3.3　未来电机

1.4　ANSYS有限元软件介绍

1.4.1　ANSYS的发展

1.4.2　ANSYS的功能概览

第2章　永磁有刷直流电机设计理论及电磁- 温度- 结构多物理场耦合仿真

2.1　永磁有刷直流电机结构及工作原理

2.1.1　永磁有刷直流电机的结构

2.1.2　永磁有刷直流电机的工作原理

2.2　永磁有刷直流电机电磁设计理论

2.2.1　永磁有刷直流电机的基本方程

2.2.2　永磁有刷直流电机的机械特性

2.2.3　永磁有刷直流电机的设计特点

2.3　基于ANSYS永磁有刷直流电机电磁设计仿真实例

2.3.1　RMxprt快速建模及电磁性能计算

2.3.2　RMxprt一键导出Maxwell模型

2.3.3　额定工况计算

2.3.4　空载工况计算

2.3.5　堵转工况计算

2.3.6　齿槽转矩计算

2.4　基于ANSYS永磁有刷直流电机温度场仿真实例

2.4.1　有刷直流电机的损耗理论

2.4.2　电机内热交换基本理论

2.4.3　电机温度场计算中的传热边界条件

2.4.4　温度场仿真的实例描述及仿真策略

2.4.5　模型导入和网格划分设置

2.4.6　气隙的等效处理及热源计算

2.4.7　Fluent 3D仿真设置

2.4.8　仿真结果查看

2.5　基于ANSYS永磁有刷直流电机定子模态仿真实例

2.6　基于ANSYS永磁有刷直流电机转子模态仿真实例

2.7　基于ANSYS永磁有刷直流电机振动噪声仿真实例

第3章　异步电机设计理论及电磁场有限元仿真

3.1　异步电机的结构及工作原理

3.2　异步电机主要参数之间的关系

3.2.1　异步电机的主要尺寸

3.2.2　电机中的几何相似定律

3.2.3　电磁负荷的选择

3.2.4　线负荷As和气隙Bδ磁密的选择

3.2.5　电机主要尺寸比及主要尺寸的确定

3.2.6　系列电机及其设计特点

3.2.7　异步电机能效等级标准

3.3　基于ANSYS RMxprt的三相异步电机电磁设计仿真实例

3.3.1　RMxprt模块基本介绍

3.3.2　RMxprt模块下三相异步电机的参数设置

3.3.3　三相异步电机的仿真计算及结果查看

3.4　基于ANSYS Maxwell 2D的三相异步电机设计仿真实例

3.4.1　三相异步电机Maxwell模型仿真

3.4.2　三相异步电机径向气隙磁密谐波分析

第4章　永磁同步电机设计理论及电磁有限元仿真

4.1　永磁同步电机结构及工作原理

4.1.1　永磁同步电机组成结构

4.1.2　永磁同步电机运行机理

4.1.3　永磁同步电机的电磁数学模型

4.1.4　永磁同步电机电磁力与NVH的耦合路径

4.2　永磁同步电机电磁设计理论

4.2.1　永磁同步电机主要尺寸选择

4.2.2　永磁同步电机的参数、设计目标与约束条件

4.2.3　永磁同步电机槽极配比与绕组方案

4.2.4　永磁同步电机的气隙长度、齿轭磁密与永磁体退磁定标

4.2.5　永磁同步电机电感、反电动势、转矩脉动与齿槽转矩定标

4.2.6　永磁同步电机损耗模型与效率评估

4.3　基于ANSYS永磁同步电机电磁设计仿真实例

4.3.1　基于RMxprt的永磁同步电机设计流程

4.3.2　基于RMxprt的永磁同步电机参数化扫描仿真设计

4.3.3　基于ANSYS Maxwell 2D的永磁同步电机仿真设计

4.3.4　基于ANSYS Maxwell 2D的永磁同步电机径向气隙磁密谐波分析

4.3.5　基于ANSYS Maxwell 2D的永磁同步电机齿槽转矩仿真分析

第5章　基于ANSYS永磁同步电机振动噪声仿真实例

5.1　基于ANSYS Maxwell 2D的永磁同步电机谐波电磁力计算

5.2　基于ANSYS Workbench的永磁同步电机电磁振动分析

5.3　基于ANSYS Workbench的永磁同步电机噪声仿真分析

第6章　基于ANSYS永磁同步电机定子模态仿真实例

6.1　基于ANSYS永磁同步电机定子模态仿真实例

6.2　基于ANSYS永磁同步电机转子模态仿真实例

参考文献