随着驱动电机功率密度的不断提升，对电机的最高转速也提出了更高的要求。在IPM电机中，转子隔磁桥需要承受更大的离心应力，同时还必须确保足够的隔磁性能。为了有效分散转子应力，磁极拓扑结构变得愈发复杂，双层甚至多层永磁体的设计变得非常普遍。这使得隔磁桥和孔的几何设计具有更高的自由度和复杂性。

因此，如何在隔磁桥的尺寸设计中兼顾电磁性能和结构强度，成为一个典型的多物理场权衡设计问题。然而，仅凭借经验来设计满足所有设计任务要求的转子隔磁桥尺寸非常具有挑战性。

在这个案例中，我们将展示如何利用Maxwell UDP（参数化转子几何），结合Ansys Maxwell、Mechanical和optiSLang，来实现对IPM转子隔磁桥进行多物理、多目标优化设计。这样的综合优化方法将有助于找到最佳设计方案，既能提高电机性能，又能满足结构强度的要求。

UserDefined Primitives

Maxwell UDPs参数化建模

— 便于参数化设置，模型更新速度快，执行效率高

— 同一个UDP可以创建转子冲片、永磁体、永磁体槽等模型，建模方便

— UDP支持布尔操作，用户可以灵活运用多个UDP组合创建具有更多细节的几何模型

— 设计团队使用UDP建模可以降低成员之间的沟通成本，提高协作效率

— UDP支持二次开发，用户可以将常用的几何拓扑编写成UDP脚本，一劳永逸

脚本开发案例

基于Workbench的多物理场仿真流程

— Maxwell2D:计算电机负载转矩、转矩脉动

— DesignModeler:几何模型处理

— Staticstructure:计算转子隔磁桥最大离心应力

设置

Maxwell设置

在Maxwel中使用UDP建立转子几何参数化模型

在DefaultDesignXplorerSetup中

— 勾选优化设计变量

— 设置优化响应结果:平均转矩、转矩波动

DesignModeler设置

在DesignModeler中抑制除转子铁心和永磁体以外的几何模型

静态结构分析设置

— 周期对称边界

— 合理的Mesh

— 约束条件

— 转速载荷

求解并显示等效应力结果

— 勾选Results->Maximum将全局最大应力作为优化响应结果

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