安萬強

安世亞太電磁仿真工程師

Maxwell目前被越來越多的低頻電氣設備仿真計算所使用，在越來越多的應用計算中，難免遇到各種各樣的問題，本文集錦了Maxwell在使用中出現頻率較多的問題，希望可以幫助用戶解決仿真中的疑惑。

1.  Maxwell 如何實現多方向充磁?

問題描述：圖中為電勵磁同步電機轉子沖片示意圖，紅線代表充磁方向，其中額部沿圓周方向充磁，磁極部分為圖示方向充磁。

解決方法：

要統一定義充磁方向有難度，在邏輯上把轉子沖片分為8 個部分（以類似的例子示例），不同部分賦予的材料名稱相同，但是充磁方向定義不同（以兩個不同的充磁方向為例）。

最終得到需要的充磁結果。

2.  如何設置 Halbach 充磁方式？

打開永磁體材料編輯創建窗口：

1）修改坐標系為 Cylindrical,如1所示

2）修改材料屬性，如2所示，此處 p 為極對數

Unit Vector R: COS(p*PHI)

Unit Vector Phi: -SIN(p*PHI)

3. 如何對磁滯材料建模？

步驟一：輸入材料的起始磁化曲線

步驟二：設置材料磁化屬性

步驟三：添加材料的磁化曲線

4. 如何實現磁鋼梯形充磁？

第一步：正常定義剩磁和矯頑力

第二步：用一個 pwl 函數，改變方向定義

函數為：

-837999.999999998*pwl_periodic($aaa,3*phi/pi*180)

改變方向定義，其中，dataset 的定義為：

第三步，充磁設置完成，正常計算。計算結果如下：

5. Maxwell 求解域 region 尺寸參數化定義。

在某些應用中，求解域 region 的空氣盒子大小對結果有比較明顯的影響，為了能夠快速定義一個合適的大小，可以把 region 的比例定義為一個變量，且施加邊界條件，參數化掃描 region 的比例值，邊界會自動更新，十分方便。

以求解永磁體對鐵磁材料的磁拉力計算為例：

正常定義模型和region，在region中定義變量 RGV。

設置參數化掃描，求解計算，查看結果。

對比不同尺寸的region：從掃描結果可見，region>1000%以后，2條曲線值比較穩定且結果接近。

6. 如何定義全局變量？

Maxwell 變量有全局變量和局部變量之分，前者可應用于當前 Project下所有模型，后者只能用于當前模型。如何定義全局變量？

以下就建模案例介紹解決辦法：

建立一個矩形，修改其參數，在 Xsize中輸入“$xsize”。變量前加上“$”，即為全局變量。

在 Project 屬性窗口中，可以看到定義的全局變量。

7. 如何將外電路模塊中的變量傳遞到 Maxwell？

1）外電路中定義變量：

2）導出 sph 網表文件：

3）在 Maxwell 中導入外電路 sph 網表文件：

4）在 Maxwell 中重新定義變量：

8. 如何在 Maxwellcurrent 激勵下設置電流突變（=0）設置?

1）定義一個變量 zerotime。

2）定義電流源帶變量：

5*1.414*sin(2*pi*180*time+53.7*pi/180)*pwl(zerotime,time)

輸出/輸入電流波形，在 0.0055s 時電流變為0。

9. 如何設置直線電機的主從邊界條件？

1）設置方式：設置主邊界條件。

2）設置從邊界條件。

計算結果如下：

10.  Maxwell 如何對材料進行掃描？

利用 Maxwel 進行仿真分析的時候，往往需要對比模型在幾何尺寸不變的情況下，材料變化對仿真分析結果的影響，這個時候需要用到模型掃描。

Maxwell 具有模型材料參數掃描功能，具體操作流程如下所示：

1）打開“Maxwell2D/3D→Design properties”在彈出的對話框中選擇 Add Array 按鈕。

2）在彈出的對話框中添加掃描材料掃描的名稱如“MaterialSweep”,單擊右側的“Add Row Above”，輸入需要進行參數化掃描的材料名稱，確定。

3）添加“Array Index Variable”

4）右鍵單擊部件，在彈出的“Propeties”選項中，將材料手動修改為Array Nmae[Arrayindexvariable Name]，如本例中的“MateriaSweep[Mathindx]”，材料屬性修改以后，在 Optimetrics 中即可對 Arrayindexvariable Name 進行參數化掃描，如本例中的 Mathindex.

5）對材料進行參數化掃描后，結果如下圖所示。

以上十個問題是在Maxwell中經常遇見的問題，希望遇到此類的問題，可以從中找到解決方案。