众启Z力量｜为电机设计注入仿真与AI之力

电机的发展现状与趋势

电机，俗称马达，是电能与机械能之间的转换桥梁。它能够高效地将电能转换为机械能，驱动各种设备和机械运动，被广泛应用于各种设备和系统中，包括工业、交通、家用电器等各个领域。近年来随着半导体、光伏、锂电池、平板显示器等诸多行业的快速发展，以直驱电机为代表的精密制造得到了更广泛的应用，企业对于加工设备的精度和效率都提出了更高的要求。我所在的技术部主要负责旋转直驱电机以及相关精密系统的研发设计。在电机设计过程中，我们面临重复定位精度高（常用于描述定位系统在多次测量同一目标时所表现出来的稳定性和准确性）与产品的速度波动率低（指产品在运行或者操作过程中速度稳定性好、变化小）等一系列挑战，其中电机产品的定位精度也逐步从微米级向纳米级进行提升。

产品设计

当电机的功率和转速在一定范围内时，电机的输出转矩与其体积大致成正比。为满足低速大转矩直驱电机的运行需求，需要增加电机的“极”对数，但这会导致电机槽数、绕组极数和永磁体极数过多，造成电机体积变大、成本增高，从而限制了直驱电机的应用范围。在这种趋势下，我们研发部致力于在优化电机体积的同时，使其符合力矩密度更大，齿槽力更小的技术要求。

其中，需要对电机进行拆分，然后分模块进行设计。通过Ansys-Maxwell、SolidWorks、MotorSolve等软件完成参数化设计后，我们会进一步考虑电机的结构尺寸、材料、磁场等因素。同时，为了优化电机性能，我们还需要对结构参数进行灵敏度分析和优化设计，包括有限元分析、多体动力学仿真等。

AI助力产品结构优化

随之而来的问题是，由于软件的功能定位不同，不同的软件运行有不同的硬件需求。例如在电磁仿真阶段，我们目前的工作站计算性能已成为瓶颈，经常会出现卡顿、延迟、丢帧等情况；在进行有限元分析的时候，会借助AI对于结构进行优化，涉及数据的ETL（抽取、转换与载入）需要较长的等待时间；在后期对电机进行模块重组过程中，甚至出现过因为CPU散热问题而导致系统崩溃。

通过使用惠普Z4 G5台式工作站这种具备高算力的硬件设备，利用AI通过智能算法自动调整设计参数，满足产品结构优化的多重目标；在数据ETL过程中利用AI实现自动化数据清洗，减少数据中的错误或者不一致性，大大减少对于人工的需求。

仿真应用

除此之外，凭借惠普Z4 G5台式工作站搭载的英伟达NVIDIA RTX A5000专业显卡，我们轻松的实现了电机电磁参数的仿真。通过对电机的磁路、磁对数、磁饱和率以及线圈的绕组仿真计算，我们在提高设计精度的同时优化了电机性能。在通过AI建模对电机材质进行轻量化设计的过程中，惠普Z4 G5台式工作站的英特尔至强W5-2455X高性能处理器能够快速完成建模、计算，使电机减少不必要的消耗材料，同时优化了电机的散热结构。

值得一提的是，由于电机的设计精度直接影响到其输出参数的准确性。设计过程中需要不断测试计算电机的各项参数，如绕组匝数、极数、气隙大小等，以确保电机在不同负载和转速下的性能稳定。在这方面，惠普Z4 G5台式工作站经过了360,000小时严苛测试，保障了测试环节工作站的稳定性与安全性，确保程序运行流畅。

降本增效，引领电机发展新方向

从研发设计的角度，我们认为惠普Z4 G5台式工作站可以支持我们更好的完成电机工艺设计和实验，把产品质量和可靠性等问题解决。例如通过更科学的结构优化，实现电机的减重和体积缩小，这不仅能够降低电机的能耗和成本降低，同时也能够更好地适应各种应用场景。

从个人使用体验的角度，我认为无论是性能、兼容性还是稳定性方面，惠普Z4 G5台式工作站都有着亮眼的表现。为了给各个领域带来更加全面的电机应用，未来我们将以惠普Z4 G5台式工作站作为数字化创新平台，赋予电机具备更加智能化的控制系统、更加高效的能量转换系统、更加灵活的驱动系统等多种功能，满足企业对于电机精细、智能、可靠的多样化需求。


 

成都强川科技有限公司一成都惠普HPE服务器总代理

联系方式：028-85080466   13880364254（微信同号）

央采/校采/企采/政采协议供应商|业务领域:服务器、工作站、台式机、笔记本、存储器等IT设备招投标项项目

成都强川科技HPE惠普产品销售团队经过多年的发展,至今已成功服务超过数千家中小企业的成长。一直以来，我们的十几位销售团队和技术工程师,坚持以倾听您的需求和愿望为工作核心,以丰富的方案经验和过硬的IT技术,为您提供高匹配度的解决方案，,帮您做出明智的决定。