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Ansys Motor-CAD: di cosa si tratta e come funziona?

Motor-CAD è il software per la progettazione e il dimensionamento di macchine elettriche utilizzato durante il workshop organizzato da Ansys, nel Master E-Mobility & Electric Powertrain

Il Master E-Mobility & Electric Powertrain è strutturato per dare una panoramica completa sul mondo e-mobility. All’interno del percorso sono presenti diversi momenti di confronto con interlocutori attraverso lezioni teoriche ed esercitazioni pratiche sulle architetture di sistema e lo sviluppo di un powertrain elettrico, oltre a focus dedicati a batterie, infrastrutture e sistemi di ricarica.  

infograficaTra i workshop più apprezzati dai partecipanti in aula si trova quello di Davide Frigerio, Lead Application Engineer di Ansys. Durante l’esercitazione pratica, Davide ha svolto un’introduzione generale allo sviluppo del powertrain elettrico dal punto di vista della simulazione numerica per poi addentrarsi nel dettaglio relativo al design del motore elettrico e l’utilizzo del software Ansys Motor-CAD, il più rinomato del settore. 

Ansys Motor-CAD è lo strumento leader a livello mondiale per la progettazione e il dimensionamento multifisici rapidi di macchine elettriche. Consente agli utenti di calcolare in modo efficiente le prestazioni elettromagnetiche, termiche e meccaniche di una macchina per l'intero ciclo operativo, rendendo Motor-CAD ideale per l'esplorazione iterativa dello spazio di progettazione e l'ottimizzazione dei progetti.  

I quattro moduli integrati del software Motor-CAD: Emag, Therm, Lab e Mech, consentono di eseguire calcoli multifisici in modo rapido ed iterativo, cosicché gli utenti possano passare dall'ideazione alla progettazione finale nel più rapido tempo possibile. Il software analizza tutte le più tipiche tipologie di macchine a flusso radiale.  

Modulo EMAG 

Il modulo EMAG di Motor-CAD utilizza una combinazione di tecniche agli elementi finiti e di formulazioni analitiche per simulare le performance e le caratteristiche elettromagnetiche della macchina elettrica. E’ possibile ottimizzare facilmente il modello della macchina utilizzando una vasta gamma di geometrie parametriche a disposizione del software. 
La soluzione magnetica e termica sono integrate per calcolare in maniera iterativa il comportamento multifisico della macchina (magneto-termico). 

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Modulo Therm 

Il modulo Therm di Motor-CAD calcola, consentendo la modellazione dettagliata del sistema di raffreddamento, le performance termiche della macchina. Attraverso questo modulo il progettista può calcolare la temperatura di tutti i componenti del motore elettrico in condizioni operative stazionarie e transitorie in maniera rapida ma accurata. La comprensione dei principali percorsi di trasferimento del calore offre ai progettisti di motori l’opportunità di migliorare significativamente l’efficienza energetica della macchina. Questo modulo, ormai con oltre 20 anni di sviluppo, è diventato negli anni un punto di riferimento nel settore per quanto riguarda l'analisi termica delle macchine elettriche. 

 

Modulo Lab 

Il modulo Lab consente di calcolare la mappa di efficienza di una macchina elettrica su tutto il range di funzionamento di interesse. Il calcolo descritto si abbina sia alla soluzione magnetica che a quella termica. In questo modo è possibile calcolare la caratteristica coppia/velocità della macchina considerandone il regime termico, piuttosto che eseguire un’analisi termica nel dominio del tempo utilizzando le potenze dissipate calcolate dal modulo Lab attraverso l’implementazione di uno specifico duty cycle. 

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Modulo Mech 

Il modulo Mech calcola le deformazioni e gli stress che si generano durante il funzionamento a regime della macchina. I modelli creati in Motor-CAD possono essere automaticamente esportati verso l’ambiente di simulazione Ansys Electronic Desktop per eseguire un analisi con Maxwell 2D o 3D. In questo modo è possibile eventualmente validare il modello risolto in Motor-CAD, oppure eseguire analisi avanzate di dettaglio. 

 

La risposta dell’aula 

I partecipanti al Master E-Mobility hanno risposto molto positivamente al workshop evidenziando l’utilità dell’esercitazione e la possibilità di mettere mano ad un tool estremamente pratico in modo da prendere conoscenza diretta con l’ambiente operativo. “Ritengo che il modulo sia stato utile perché ci ha permesso di utilizzare uno dei software più utilizzati a livello mondiale che consente di simulare il funzionamento di un motore elettrico” afferma uno dei partecipanti, e relativamente alla docenza aggiunge “sono rimasto colpito dalla chiarezza di esposizione seppur siano stati trattati argomenti e concetti complessi”. Un altro studente commenta soddisfatto dell’attività: “grazie al workshop ci si rende veramente conto di come vengono messi in pratica alcuni concetti teorici attraverso l’utilizzo di uno strumento conosciuto e con parametri reali“. 

 

Se vuoi approfondire il tema, guarda il video della presentazione di Ansys Motor-CAD qui

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