目前,已有多種適用于永磁直流無刷電機設計使用的軟件,例如 ANSYS、ANSOFT、MotorSolve、 SPEED等。國內也有多個新開發的設計軟件可用于直流無刷電機設計。
加拿大以電磁計算分析著名的 Infolytica公司于2006年推出了專門針對永磁直流無刷電機的MotorSolve BLDC電機設計軟件。 MotorSolve軟件包括電機和驅動兩個部分。它將經典的解析方法和電磁場有限元分析方法結合在一起用于電機設計。用戶僅需輸入設計參數,便能自動生成模型和繞組,得到基于電磁場有限元分析軟件 MagNet的仿真結果。用戶可以改變轉子和定子的幾何尺寸、極數和槽數、槽形、繞組、材料等設計參數,計算電機磁通、電流、反電動勢、轉矩、鐵損耗、銅損耗、效率、齒槽轉矩等性能數據,并可進行多設計方案比較。在 MotorSolve軟件里,用戶只需簡單地輸入極數、槽數、繞組節距、相偏移等參數,就能自動地產生繞組分布,并計算反電動勢,繞組系數和電動勢諧波分析。
SPEED軟件是一種有效的磁場設計分析軟件,它是由英國的 Glasgow大學電子電氣工程系研究實驗室開發的。它包含很多層面的設計分析,每年推出已更新的新功能,以改善其功能,使之更容易使用。其中 PC-BDC是專門用于永磁直流無刷電機設計的。設計過程大致如下:
(1)審查設計目標要求;
(2)選擇轉子永磁材料和定子沖片材料。 SPEED軟件內含永磁和軟磁材料性能數據庫;
(3)基于經驗或定子模板,選擇了轉子極數與定子槽數,輸入電機初步結構尺寸參數;
(4)使用該程序建立電磁模型,根據需要調整電機尺寸得到符合要求的轉矩和轉速、損,耗計算結果;
(5)選擇繞組模式,優化匝數,給出導線直徑及槽滿率;
(6)檢查方案的有效性;
(7)變更某些參數迭代計算不同的優化方案。例如,變更繞組匝數、氣隙、磁體厚度,檢查熱性能和電機運行的影響,驗證對電壓,電流等影響;
(8)重新驗證方案是否符合設計要求,
可利用SPEED和Motor-CAD兩個軟件包進行無刷電機的電磁計算和熱計算。
CAD技術將計算機的快速準確計算能力與電機專家研究理論成果及設計經驗結合起來,加速了產品的設計過程,縮短了設計周期,提高電機產品設計質量。盡管設計軟件功能越來越豐富,為無刷電機設計帶來不少方便,但設計者的直流無刷電機基本理論相關知識和設計經驗是不可或缺的。實際上,在初始設計和設計程序中,參數的選擇都需要設計者正確參與和判斷。利用現代設計軟件并與傳統電磁設計方法相結合,有利于提高設計水平。