Ansys Motor-CAD Nedir?

Ansys Motor-CAD Nedir?


Ansys Motor-CAD, elektrik motorlarının ve jeneratörlerin tasarımını hızlı şekilde analiz etmek için kullanılan çoklu fizik (multiphysics) tabanlı bir elektrikli makine tasarım yazılımıdır. 

Bu yazılım sayesinde mühendisler:

  • Elektrik motoru konseptlerini hızlıca oluşturabilir
  • Motorun tork-hız performansını analiz edebilir
  • Verim, sıcaklık, kayıp ve mekanik dayanımı hesaplayabilir
  • Tasarımı üretime geçmeden önce optimize edebilir

Motor-CAD özellikle elektrikli araçlar, endüstriyel motorlar, savunma sistemleri ve beyaz eşya motorları gibi alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. 

 

Motor-CAD’in Temel Amacı

Elektrik motoru geliştirme sürecinde şu problem vardır:

  • Prototip üretmek pahalıdır
  • Test süreci uzun sürer
  • Motor performansı birçok fiziksel etkene bağlıdır

Motor-CAD bu sorunu çözmek için tasarım aşamasında sanal prototip oluşturur.

Bu sayede mühendisler:

  • Fiziksel prototip üretmeden önce motor performansını görür
  • Farklı motor topolojilerini karşılaştırır
  • En verimli tasarımı seçer

 

Motor-CAD’in Temel Modülleri

Motor-CAD dört ana modülden oluşur. 

1️⃣ EMag (Electromagnetic Module)

Motorun elektromanyetik performansını analiz eder.

Hesaplanan parametreler:

  • Tork
  • Manyetik akı
  • Verim
  • Demanyetizasyon
  • Çekirdek kayıpları
  • Histerezis kayıpları

Bu modül sayesinde motorun manyetik tasarımı optimize edilir.

 

2️⃣ Therm (Thermal Module)

Motorun ısı davranışını analiz eder.

Analiz edilen konular:

  • Sargı sıcaklığı
  • Rotor ve stator sıcaklığı
  • Soğutma sistemleri
  • Termal dirençler
  • Geçici ve kararlı sıcaklık hesapları

Elektrik motorlarında sıcaklık en kritik parametrelerden biridir.

 

3️⃣ Lab Module

Motor performansını sanal test ortamında simüle eder.

Örneğin:

  • Tork-hız eğrisi
  • Verim haritası
  • Sürüş döngüsü analizi
  • Motor kontrol stratejileri

Bu modül sayesinde motorun gerçek çalışma koşullarındaki davranışı incelenir.

 

4️⃣ Mech (Mechanical Module)

Motorun mekanik dayanımını analiz eder.

Örneğin:

  • Rotor stres analizi
  • Santrifüj kuvvetleri
  • Rotor deformasyonu
  • Manyetik kuvvetler

Bu sayede yüksek hızlarda rotor güvenliği değerlendirilir.

 

Motor-CAD’in Sağladığı Analiz Türleri

Motor-CAD elektrik motorlarında çok sayıda analiz yapabilir.

Elektromanyetik Analiz

  • Manyetik alan dağılımı
  • Tork hesaplama
  • Akı yoğunluğu
  • Demanyetizasyon

Termal Analiz

  • Sargı sıcaklığı
  • Soğutma performansı
  • Motor sıcaklık limitleri

Mekanik Analiz

  • Rotor stres analizi
  • Manyetik kuvvetler
  • Yapısal dayanım

Performans Analizi

  • Verim haritası
  • Tork-hız eğrisi
  • Kayb analizi

 

Motor-CAD’de Tasarlanabilen Motor Türleri

Motor-CAD birçok elektrik makinesi tipini destekler. 

Örneğin:

Permanent Magnet Motors

  • IPM motor
  • SPM motor
  • BLDC motor

Induction Motors

  • Asenkron motorlar

Reluctance Motors

  • Switched reluctance motor

Synchronous Machines

  • Wound rotor synchronous motor

Diğerleri

  • Outer rotor motors
  • Claw pole machines

 

Motor-CAD’in Öne Çıkan Özellikleri

1️⃣ Multiphysics Simülasyon

Elektromanyetik + termal + mekanik analiz birlikte yapılır.

2️⃣ Çok hızlı hesaplama

Analitik modeller ve hızlı FEA kombinasyonu kullanır.

3️⃣ Parametrik tasarım

Motor boyutları kolayca değiştirilebilir.

4️⃣ Otomatik optimizasyon

Verim, tork veya boyut hedeflerine göre tasarım optimize edilir.

5️⃣ Tam tork-hız aralığında analiz

Motorun tüm çalışma koşulları incelenebilir. 

 

Motor-CAD ile Hesaplanabilen Sonuçlar

Motor tasarımında en kritik sonuçlar:

  • Torque-speed curve
  • Efficiency map
  • Power density
  • Loss breakdown
  • Temperature distribution
  • NVH (Noise-Vibration-Harshness)

 

ANSYS Ekosistemi ile Entegrasyon

Motor-CAD tek başına çalışabilir ama genelde ANSYS ekosistemi ile birlikte kullanılır.

Örneğin:

Motor-CAD → Ansys Maxwell
Motor-CAD → Ansys Mechanical
Motor-CAD → Ansys Fluent

Bu entegrasyon sayesinde daha detaylı analiz yapılabilir. 

Örneğin:

YazılımAmaç
Motor-CADHızlı motor tasarım
MaxwellDetaylı elektromanyetik FEA
Mechanicaltitreşim ve yapısal analiz
Fluentmotor soğutma CFD analizi

 

Motor-CAD’in Kullanıldığı Sektörler

  • Elektrikli araçlar (EV motorları)
  • Savunma sanayi
  • Havacılık
  • Raylı sistemler
  • Beyaz eşya motorları
  • Endüstriyel elektrik motorları 

 

Motor-CAD ile Tipik Tasarım Süreci

Bir elektrik motoru geliştirme süreci genelde şu şekilde ilerler:

1️⃣ Motor topolojisi seçimi
2️⃣ Geometri tanımlama
3️⃣ Elektromanyetik analiz
4️⃣ Termal analiz
5️⃣ Tork-hız performansı hesaplama
6️⃣ Optimizasyon
7️⃣ Detaylı FEA (Maxwell)
8️⃣ Prototip üretimi

Motor-CAD bu sürecin ilk ve en kritik kısmında kullanılır.

 

Motor-CAD’in Avantajları

✔ Çok hızlı hesaplama
✔ Multiphysics analiz
✔ Motor topolojisi karşılaştırma
✔ Prototip sayısını azaltma
✔ Tasarım optimizasyonu