以下是电机选型中常用的软件和工具,涵盖设计、计算、仿真及厂商专用工具,可根据需求选择:
一、通用设计与仿真工具
Ansys Motor-CAD
功能:多物理场仿真(电磁、热、机械),支持轴向磁通电机设计优化,2025 R2 版本增强了多切片等效线性建模(ELM)和机械应力分析Ansys。
适用场景:汽车、工业电机的高效设计,支持快速迭代与拓扑探索。
集成性:可与 Ansys Maxwell(电磁)、CFD(散热)、Mechanical(结构)无缝协作。
COMSOL Multiphysics
功能:多物理场耦合仿真(如磁 - 结构相互作用),支持永磁电机、球形电机等复杂模型COMSOL 中国。
适用场景:高精度科研与复杂工况分析,需结合 AC/DC 模块和多体动力学模块。
MATLAB/Simulink
功能:电机控制算法开发、系统级仿真,支持与 CAD 工具集成。
适用场景:伺服系统、变频控制等动态性能验证。
SolidWorks Electrical
功能:机电一体化设计协同,支持电机与电气系统的参数化建模。
适用场景:非标设备开发,缩短设计周期。
二、厂商专用选型工具
西门子
SINAMICS Selector 7.4.1:移动端 APP,支持低压变频器与电机匹配,覆盖 0.12kW-630kW 功率范围,支持多语言。
TIA Selection Tool (TST):桌面工具,可视化配置 SINAMICS S200 伺服系统,提供典型机械系统模板和快速选型报告。
ABB
DriveSize:在线工具,自动匹配变频器与电机,支持工业、船舶等场景的负载计算。
Ability™ Smart Sensor:物联网传感器,实时监测电机状态,辅助预防性维护。
松下
Mselect 3.2.1.0:中文版选型软件,内置电机数据库,支持参数输入快速筛选型号,适用于自动化设备和机器人。
倍福
TwinCAT 3 Motion Designer:集成于 TwinCAT 自动化平台,支持直线 / 旋转电机选型、惯量补偿及驱动系统参数优化。
三、在线计算与轻量化工具
在线功率计算器
木鱼查询:支持三相 / 单相 / 直流电机功率计算,输入电压、电流、功率因数即可实时生成结果。
工控计算器(手机 APP):涵盖转动惯量、速度曲线规划、电机选型等功能,支持皮带、丝杠等多种机构模型。
Excel 模板与开源工具
步进 / 伺服电机选型计算器:CSDN 提供的开源工具,支持丝杠负载惯量计算、电机型号初步匹配(以 OMNUC U 系列为例)。
非标机械辅助工具包:包含 72 套离线工具,集成电机选型、凸轮分割器设计、轴校核等功能,支持批量 BOM 生成。
四、行业特定工具
伺服电机专项选型
安川伺服电机选型手册:提供离线版设计工具,涵盖惯量计算、加减速曲线规划等。
运动控制协同工具:如 TwinCAT 3 Motion Designer,支持电机与减速机、控制器的一体化设计。
新能源汽车驱动电机设计
Ansys Motor-CAD:针对高功率密度需求,优化峰值转矩(≥800N・m)和 IP68 防护设计Ansys。
COMSOL:模拟电机舱高温(120℃)下的绝缘性能和散热效率comsol.nl。
五、选型决策与验证
云端协同平台
MATLAB Online:支持多团队实时协作、云端算力加速仿真,适合跨地域项目。
TIA Portal(西门子):集成设计、选型、编程于一体,支持版本控制与方案追溯。
能效与成本评估
IE5 能效计算器:部分厂商工具(如西门子)内置能效对比功能,可计算 IE5 与 IE3 电机的长期节能收益。
成本平衡分析:结合负载率验证(70%-90% 高效区),避免 “大马拉小车” 导致的能耗浪费。
六、选型误区与注意事项
环境参数遗漏:如粉尘环境需 IP54,户外需 IP65,高温需 H 级绝缘。
控制精度忽略:机器人焊接需伺服电机(±0.02mm 重复定位精度),普通传动可选步进电机。
软件局限性:在线计算器适用于初步筛选,复杂工况仍需专业仿真工具(如 Ansys Motor-CAD)验证。
工具选择建议
快速选型:优先使用厂商工具(如 SINAMICS Selector、Mselect)或在线计算器。
复杂设计:Ansys Motor-CAD 或 COMSOL 用于多物理场仿真,结合 MATLAB 优化控制算法。
机电协同:SolidWorks Electrical 或 TwinCAT 3 Motion Designer 实现设计与控制的无缝衔接。
通过组合使用上述工具,可显著提升选型效率与准确性,避免因参数错配导致的成本增加和性能不足。
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