Ansoft Maxwell
關(guān)注創(chuàng)建者：DeetyPTC 創(chuàng)建時間：2019-08-05
Ansoft Maxwell的視頻教程
電磁仿真軟件FLUX安裝視頻教程
FLUX軟件同ansoft maxwell一樣，是一款功能強大的電磁仿真軟件，目前高校和企業(yè)運用較多，本人主要運用該軟件進行電機的電感仿真，當然還可以做反電勢、齒槽轉(zhuǎn)矩等仿真研究，其仿真結(jié)果與實驗測試結(jié)果一致，滿足工程使用要求。 PS：附件中提供視頻中軟件的下載鏈接，可完美安裝。
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Ansys-Maxwell電機振動噪聲電磁結(jié)構(gòu)耦合仿真-ansoft詳細參數(shù)設置
1-ansoft磁路法電機設置-具體參數(shù)講解； 2-一鍵生成maxwell有限元電機模型，并進行設置； 3-maxwell與workbench電機電磁耦合分析，進行諧響應和噪聲分析，生成頻譜圖，分析電機 產(chǎn)生的最大噪聲頻率點。
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Ansoft Maxwell的實例教程
基于Ansoft Maxwell 的電機氣隙徑向磁密求取
氣隙徑向磁密求取是最基本的軟件操作，官方文檔上本有這部分的講解，但因為這個問題依舊被不斷問起，故本人寫了一個粗糙的文檔，希望能對大家有所幫助，寫的時間倉促，本人水平亦平平，定有許多不當乃至錯誤，歡迎您的指正與指導。
基于Ansoft Maxwell 的電機氣隙徑向磁密求取_y1949b編寫.part4.rar
基于Ansoft Maxwell 的電機氣隙徑向磁密求取_y1949b編寫.part1.rar
基于Ansoft Maxwell 的電機氣隙徑向磁密求取_y1949b編寫.part2.rar
基于Ansoft Maxwell 的電機氣隙徑向磁密求取_y1949b編寫.part3.rar
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基于Ansoft Maxwell 的電機氣隙徑向磁密求取_y1949b編寫.part4.rar
以永磁直流空心杯電機為模型，運用Ansoft Maxwell軟件搭建仿真模型，進行網(wǎng)格剖分、材料賦予及激勵源等設置。求解并分析模型在穩(wěn)態(tài)的磁場分布及瞬態(tài)的輸出特性，為電機的設計與優(yōu)化提供參考依據(jù)。
關(guān)鍵詞：空心杯電機;Ansoft Maxwell;有限元分析;
0 引 言
永磁直流空心杯電機是空心杯電機的一種，其因為體積小重量輕、轉(zhuǎn)動慣量小、工作效率高等優(yōu)點被廣泛應用于軍事國防領(lǐng)域[1]。瑞士Maxon集團研制的空心杯電機，在2004年隨美國航空航天局的火星探測器出色地完成了任務。2012年美國私人航天公司SpaceX的天龍?zhí)柾瑯优渲昧丝招谋姍C。與國外電機制造業(yè)相比，國內(nèi)在設計專業(yè)程度方面和制造良品率方面有一定的差距，導致國內(nèi)生產(chǎn)的空心杯電機不及國外知名企業(yè)的同類型電機。本文介紹了永磁直流空心杯電機工作的原理，基于Maxwell仿真軟件對“二極九槽”永磁直流空心杯電機進行二維建模、劃分網(wǎng)格、賦予材料屬性及設置激勵源，對電機穩(wěn)態(tài)磁場情況及瞬態(tài)工作情況進行分析，確定電機磁場強度、氣隙磁密、輸出轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速等情況。
1 永磁直流空心杯電機的結(jié)構(gòu)與原理
永磁直流空心杯電機的特點是轉(zhuǎn)子無鐵心，也稱為空心杯轉(zhuǎn)子。該類電機帶有電刷、換向器，定子采用稀土磁鋼產(chǎn)生激磁磁場，當給電機施加直流電壓后，通過電刷與換向器的換向繞組中的電流方向保持不變[2],該電流與定子激磁磁場相互作用，形成方向始終不變的電磁轉(zhuǎn)矩，從而使電機以一定的轉(zhuǎn)速工作。
2 基于Ansoft Maxwell的有限元分析
2.1 有限元仿真模型的建立
永磁直流空心杯電機具有系統(tǒng)多變量、非線性及較強的耦合性的特點，故文中簡化了不必要的分析計算過程，對電機系統(tǒng)作出如下假設條件[3]:
(1)不計電機中的渦流效應與磁滯效應。
(2)忽略空間諧波對電機磁場的影響。
展開 注意，B-P曲線分為單頻和多頻兩種，能給出多頻損耗曲線最好，這樣maxwell算得準些。設置完鐵損曲線以后，還要記得在excitations/set core loss，對定子鐵心勾選才行。此時，不需要給定子和轉(zhuǎn)子鐵心再施加電導率，這是初學者容易忽視的問題。后處理中，通過result/create transient reports/core loss查看鐵耗隨時間變化曲線。
再談一下什么情況下需要做渦流損耗分析。對永磁電機，永磁體受空間高次諧波的影響，會在表面產(chǎn)生渦流損耗；對實心轉(zhuǎn)子電機，由于是大塊導體，因此渦流損耗占絕大部分。以上兩種情況需要考慮做渦流損耗分析。現(xiàn)以永磁電機為例，具體闡述。對永磁體設置電導率，然后對每個永磁體分別施加零電流激勵源，在excitations/set eddy effect，對永磁體勾選。注意，若只考慮永磁體的渦流損耗，而不考慮電機其他部分（定轉(zhuǎn)子鐵心）的渦流損耗，則只需要給永磁體賦予電導率值，其他部件不需要賦電導率，這是初學者容易搞錯的地方。簡而言之，只對需要考慮渦流損耗的部件，施加電導率，零電流激勵和set eddy effect。后處理中，通過results/create transient reports/retangular report/solid loss查看渦流損耗隨時間變化曲線。最后，再次強調(diào)一下，做渦流損耗分析，需要skin depth based refinement網(wǎng)格剖分才行。
以上方法，適用于Ansoft maxwell 13.0.0及以上版本，并適用于所有電機種類。
展開 目前用的比較多的是Ansoft Maxwell（屬于Ansys公司），以及COMSOL Multiphysics。 Ansys本身也有一個靜磁場求解模塊，不過功能較弱，用的較少。
Ansoft Maxwell
3維模擬需要先切開剖面，定義好電流流入和流出的截面。可以通過通入1A電流，計算線圈受力來得到Bl值。
Mawell可以同時兩種方式來計算線圈受力。一種是體積分得到的洛倫茲力，一種是有限元常用的虛功法。如果兩種方法計算得到的力接近，基本上可以認為求解收斂。
對比2維計算，已增加鐵盆架模型，使求解更加精確。
Comsol Multiphysics
Comsol的大體操作思路和Ansoft Maxwell是一樣的，也需要將音圈切開，定義好電流流入邊界和流出邊界。
不過comsol沒法自動計算線圈受的洛倫茲力，需要自行定義一個曲線坐標。
第一基矢為電流流線，第二基矢為線圈軸向，第三基矢為線圈法向。
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Ansoft Maxwell的最新內(nèi)容
以永磁直流空心杯電機為模型，運用Ansoft Maxwell軟件搭建仿真模型，進行網(wǎng)格剖分、材料賦予及激勵源等設置。求解并分析模型在穩(wěn)態(tài)的磁場分布及瞬態(tài)的輸出特性，為電機的設計與優(yōu)化提供參考依據(jù)。
利用有限元軟件 Ansoft Maxwell對由線圈和銜鐵構(gòu)成的電-機械轉(zhuǎn)換器進行了數(shù)值模擬，得到不同環(huán)境溫度下電磁鐵磁感應強度分布及系統(tǒng)關(guān)鍵響應 指標，研究了閥啟閉過程的靜態(tài)和動態(tài)特性。分析在額定工作狀態(tài)下環(huán)境溫度對電磁鐵磁場分布和響應特性的影響，獲得不同環(huán)境溫度下的線圈電流、電磁力、銜鐵速度及位移的變化和響應規(guī)律。
2.2 力密度波形
根據(jù)Ansoft Maxwell仿真計算軟件計算額定工況下的電機氣隙磁密，其中徑向和切向氣隙磁密波形如圖5所示。
注意：本節(jié)算例需要用到 ANSOFT Maxwell14.0 軟件，請讀者進行安裝；
由于 ANSOFT Maxwell 軟件不支持保存路徑中存在中文名，故在進行文檔保存時，保存的路徑不不能含有中文字符，否則會發(fā)生錯誤。
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