電磁學
Motor-CAD的EMag模塊將基於2D瞬態有限元方法與針對不同電機的分析方法結合，以快速計算其電磁性能。EMag用於計算轉矩、功率、效率、轉矩脈動、損耗、電流、磁鏈、電感和力。它還可以計算損耗，包括銅損耗、鐵損耗、繞組中與頻率相關的損耗以及諸如磁鐵和軸之類的固體部件中的渦流損耗。Motor-CAD以模板為基礎的編輯器使您便捷地設置幾何形狀並進行高級計算。 Motor-CAD十分靈活，允許用戶嘗試不同的細項設置，例如自定義繞組模式或從DXF導入自己的幾何形狀。這裡列出了EMag的一些關鍵功能：
- 廣泛的參數化模板和幾何模型
- 針對不同性能測試的預設設置
- 帶有網格和邊界條件的內置2D瞬態或靜磁FEA求解器的預設配置
- 進階計算功能，例如磁體中的渦流、感應電機轉子棒以及交流繞組損耗的計算
- DXF和可編寫腳本的幾何形狀，自定義電流波形和多層轉子偏斜
- 結合了2D有限元和分析建模方法，因此可以在幾分鐘內輸入和計算設計，使您在設計前期就解決複雜的電磁效應
- 耦合至Motor-CAD Therm，使您能迭代求解熱分析結果
- 計算扭矩、功率、損耗、電壓、電流、電感、磁鍊和力
- 鏈接至Maxwell進行詳細的FEA分析
熱問題
Motor-CAD的Therm模塊以秒為單位計算電機的熱性能，包括穩態和瞬態運行條件下電機組件的溫度。在對複雜的佔空比（例如牽引電動機驅動週期）和應用程序（例如電梯負載週期）進行建模時，Motor-CAD中的快速模擬非常有用。Motor-CAD使用分析集總參數熱建模技術，該技術會根據用戶的輸入（例如幾何形狀、材料、冷卻類型等）自動設置。根據這些輸入，將自動計算所有熱阻和電容。無需了解複雜的傳熱現象，例如對流的無因次分析相關性。積體電路技術加快了熱分析的速度，並允許進行假設測試。充分了解主要的傳熱路徑後，工程師可以改善機器的冷卻性能。自動設置的熱阻網絡是三維的，可對端部空間的冷卻、端部繞組的冷卻、旋轉對氣流的影響以及沿機器軸向的熱傳遞進行3D分析。Motor-CAD會針對給定的表面和所選的冷卻類型自動選擇並求解最合適設定，以計算強制和自然對流、液體冷卻、輻射和傳導；使用經過驗證的層流和湍流對流相關性的資料庫，可以為所有內外表面提供準確的模型。氣隙模型包括層流、渦旋和湍流對流。這些考量大幅改善了電動機的熱性能、效率和輸出。支援的冷卻分析類型有：
- 自然對流（TENV）
- 強制對流（TEFC）
- 通風換氣系統
- 水套（幾種配置）
- 浸水物件
- 淹沒
- 濕式轉子與濕式定子
- 噴霧冷卻
- 輻射
- 熱傳導性
關於電機熱管理的主要挑戰是製造不確定性和影響的數量，這些不確定性和影響通常會顯著影響電機性能。一些例子如繞組的浸漬質量或定子疊片和殼體之間的界面間隙。Motor-CAD具有內建的經驗值，用以指導用戶和工程師在此處輸入合理的數字，以便與大多數在實驗室測試過的機器建立良好且合理的關聯。
運作循環週期
Motor-CAD的Lab模塊在整個工作範圍內分析機器性能。用戶可以快速創建效率和損耗圖，繪製扭矩、速度特性，研究受熱約束的工作範圍並分析整個駕駛週期的性能。
Lab模塊最初使用電磁2D有限元求解器構建模型。透過不同電流幅值、相位超前角和頻率的整個範圍掃描機器的性能，以建立機器的等效模型；等效模型與控制策略同時考量，以計算整個工作範圍內的性能。用戶可以輸入時間、扭矩與速度佔空比，或使用內置的車輛模型直接建立。Lab模塊計算該週期內的電流、電壓和損耗，並輸出詳細的損耗與時間的關係曲線。這可以通過熱模型來解決，以計算整個週期內升高的溫度。還可以計算受熱限制的連續轉矩、速度特性。輸入最大繞組溫度和最大磁體溫度極限，並共同求解熱模型、控制模型和損耗模型，以計算電機在整個速度範圍內的連續轉矩、速度曲線。
機械力學
Motor-CAD Mech提供了對離心力在轉子中引起的機械應變、應力和位移的迅速評估。確保結構完整性是高速旋轉電機的主要挑戰。力學計算使用帶有自適應網格的二維線性有限元求解器。通過在設計過程中考慮機械約束，電動機設計人員可以確定轉子的尺寸，以實現最佳的電磁性能，同時確保工業可行性和在機器全速範圍內運行的安全性。
細節設計、分析和驗證
對於詳細的設計、深入的分析和電動機設計的驗證，可以將Motor-CAD模型轉移到Ansys Maxwell、Ansys Icepak和Ansys Fluent。將這些求解器與Motor-CAD結合使用可提供高保真2D / 3D分析功能，完整考量諸如退磁、鐵芯損耗、磁滯、噪聲振動苛刻性（NVH）和完成設計所需的其他高級電磁現象電機冷卻系統，使您能夠分析產品的最終效果。在Ansys電機設計流程中添加Motor-CAD可以為電機設計創建一個完整的工作流程。