ansys電磁線圈
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-03-08
ansys電磁線圈的視頻教程
電磁線圈的仿真計(jì)算-Maxwell
本教程主要講解電流線圈（螺管式和拍合式）、電壓線圈的仿真計(jì)算。通過(guò)Maxwell（Ansys Electronics Desktop）仿真軟件，計(jì)算得到線圈產(chǎn)生的力值。 視頻實(shí)例主要講解案例的具體操作方法。
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聊聊Ansys Maxwell中的無(wú)線充電線圈仿真怎么做
聊聊Ansys Maxwell中的無(wú)線充電線圈仿真怎么做 適用人群：從事高低壓輸變電設(shè)備、電機(jī)、變壓器、電磁閥、傳感器、電子設(shè)備等相關(guān)行業(yè)工程師，具備一定的電路、電磁場(chǎng)理論基礎(chǔ)、已初步了解Ansys Maxwell軟件操作的人員。
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ANSYS 電磁學(xué)有限元入門(mén)
ANSYS電磁學(xué)有限元入門(mén)，19個(gè)精講實(shí)例，可下載命令流文件。
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ansys電磁線圈的實(shí)例教程
一 模型描述：
圓柱形線圈，放置于自由空間。參數(shù)見(jiàn)圖
二 前處理
單元類(lèi)型solid97,線圈和空氣相對(duì)磁導(dǎo)率均為1 。線圈掃掠網(wǎng)格劃分，空氣四面體網(wǎng)格。線圈定義局部柱坐標(biāo)施加環(huán)形電流。
1 單元類(lèi)型
2 材料
3 建模
空氣
布爾操作
彈出對(duì)話框-pick all
4 定義屬性
定義局部柱坐標(biāo)
定義體屬性，需要將線圈的坐標(biāo)系定義為11號(hào)
5網(wǎng)格
而凸起部分更可能是多級(jí)感應(yīng)式線圈炮的前幾級(jí)加速線圈，后面炮管較細(xì)的部分可能為次級(jí)加速線圈或制導(dǎo)線圈一類(lèi)的裝置。炮管下部存在的支撐結(jié)構(gòu)，則可能證明了炮管內(nèi)高密度金屬的存在，例如銅質(zhì)的驅(qū)動(dòng)線圈。
圖片：網(wǎng)友分析的電磁炮全系統(tǒng)模塊。
很明顯，我們此次上艦的電磁炮樣機(jī)走了與國(guó)外經(jīng)驗(yàn)完全不同的道路。這在某種程度上暗示了我們?cè)谶@一領(lǐng)域取得了突破性的進(jìn)展，已經(jīng)可以獨(dú)立走出自己的道路而不需要參考別人的發(fā)展方式。
那么采用線圈炮相對(duì)于軌道炮有怎樣的優(yōu)勢(shì)呢？
線圈炮相對(duì)于軌道炮的優(yōu)勢(shì)可以說(shuō)是相當(dāng)明顯的。首先就體現(xiàn)在了線圈炮的高能量效率上，而能量轉(zhuǎn)換效率最能體現(xiàn)電磁炮系統(tǒng)的性能，而在影響能量轉(zhuǎn)換效率的諸多因素中，軌道炮主要損失在于炮管的歐姆損失與炮管電感的殘留磁能，而即便是理想條件下忽略電阻的軌道炮，電源提供能量的一半轉(zhuǎn)化為彈丸的動(dòng)能，導(dǎo)軌炮的效率最高也只有50%，考慮到炮管的歐姆損失和摩擦阻力等，導(dǎo)軌炮的效率必然會(huì)低于50%的理論值，一般在25%-35%左右。
圖片：電磁炮與傳統(tǒng)火炮能量轉(zhuǎn)換效率對(duì)比，1：線圈炮 2：軌道炮3：電熱炮
相比之下線圈炮的優(yōu)勢(shì)則更為明顯，可以通過(guò)磁懸浮技術(shù)避免彈丸與炮管的機(jī)械接觸，這就避免了摩擦阻力的產(chǎn)生；而在理論上線圈炮可以達(dá)到100%的潛力，而現(xiàn)實(shí)中平均也可達(dá)到50%以上的效率，這幾乎是導(dǎo)軌炮效率的兩倍。
這也就意味著在使用相同電源的時(shí)候，線圈炮可以達(dá)到更高的彈丸動(dòng)能。而多級(jí)線圈驅(qū)動(dòng)的方式則可以大大減小驅(qū)動(dòng)元件所需的電流，同時(shí)大可使用多電源分散供電，從而避開(kāi)了特大功率電源和開(kāi)關(guān)的存在。
圖片：電磁線圈炮理論模型。
而從未來(lái)裝備部隊(duì)的角度來(lái)看，線圈炮有著相比于軌道炮更為明顯的優(yōu)勢(shì)——高維護(hù)性。
多級(jí)線圈炮在使用中可以方便地通過(guò)拆卸部分線圈來(lái)進(jìn)行維修，而軌道炮則需要整段更換導(dǎo)軌。
展開(kāi) 科學(xué)家使用亥姆霍茲線圈來(lái)產(chǎn)生均勻的磁場(chǎng)，用于研究電磁場(chǎng)及其特性。在 MRI、光譜學(xué)、磁阻測(cè)量和設(shè)備校準(zhǔn)中都會(huì)使用這類(lèi)設(shè)備。這篇文章，我們將介紹什么是亥姆霍茲線圈，為什么它如此重要，以及使用仿真方法對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)。
使用亥姆霍茲線圈產(chǎn)生均勻磁場(chǎng)
磁場(chǎng)由移動(dòng)電荷產(chǎn)生，當(dāng)電荷在空間中移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)時(shí)，能夠建立磁場(chǎng)。當(dāng)磁場(chǎng)不均勻時(shí)，物體在各處的磁場(chǎng)均不同。但是，通過(guò)兩個(gè)相同線圈的特殊排列（稱(chēng)為亥姆霍茲線圈）可以得到非常均勻的磁場(chǎng)。
亥姆霍茲線圈用于為需要特定磁場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生均勻磁場(chǎng)或抵消外部磁場(chǎng)，如地球磁場(chǎng)。其他應(yīng)用還包括確定磁屏蔽效果、量化電子設(shè)備對(duì)磁場(chǎng)的敏感性以及校準(zhǔn)導(dǎo)航設(shè)備。
陰極射線在亥姆霍茲線圈中彎曲成一個(gè)圓圈。圖片來(lái)源：Sfu。根據(jù) CC BY-SA 3.0授權(quán)，通過(guò) Wikimedia Commons 共享。
在設(shè)計(jì)亥姆霍茲線圈時(shí)，很自然地會(huì)提出一個(gè)問(wèn)題：磁場(chǎng)的均勻性如何，距離應(yīng)多遠(yuǎn)？我們可以借助 COMSOL Multiphysics? 軟件來(lái)回答這個(gè)問(wèn)題，。
分析亥姆霍茲線圈的磁場(chǎng)
亥姆霍茲線圈的幾何形狀由兩個(gè)相同的圓形線圈組成，它們之間間隔一個(gè)半徑。線圈均勻纏繞，以使電流以相同的方向流動(dòng)。反過(guò)來(lái)，這又會(huì)產(chǎn)生均勻的磁場(chǎng)，其中主要部件平行于兩個(gè)線圈的中心軸。這種均勻性可以歸因于平行于線圈軸的兩個(gè)場(chǎng)分量的總和以及垂直于這些相同軸的分量之間的差。
亥姆霍茲線圈示意圖。
為了對(duì)線圈進(jìn)行建模，我們使用 COMSOL 軟件內(nèi)置的 3D 磁場(chǎng) 接口，該接口在 AC/DC 模塊中可用。這個(gè)例子中，線圈由 10 匝導(dǎo)線組成，有 0.25 mA 的電流通過(guò)。
亥姆霍茲線圈教程模型的幾何結(jié)構(gòu)。
從下圖中，我們可以看到兩個(gè)線圈之間的磁通密度。請(qǐng)注意，紅色箭頭表示磁場(chǎng)的強(qiáng)度和方向。
展開(kāi) AC/DC 模塊最常見(jiàn)的用途之一是模擬電磁線圈及其與周?chē)h(huán)境的相互作用。今天，我們將研究在對(duì)線圈進(jìn)行建模時(shí)需要牢記的一個(gè)關(guān)鍵概念：閉合電流回路。如果你的工作涉及線圈建模，通過(guò)這篇文章，你將對(duì)這個(gè)主題有一個(gè)全面的了解。
如何在 COMSOL Multiphysics 中模擬基本線圈
讓我們從一個(gè)簡(jiǎn)單的導(dǎo)線示例開(kāi)始。如下圖所示，一根導(dǎo)線彎曲成一個(gè)環(huán)并連接到一個(gè)恒定的電壓源——電池。由于存在電壓差，電流將通過(guò)導(dǎo)線流動(dòng)。整個(gè)導(dǎo)體的電流大小和方向可以通過(guò)歐姆定律和電荷守恒方程以及一組邊界條件來(lái)計(jì)算。
連接到直流電壓源的一個(gè)非常簡(jiǎn)單的電磁線圈。
對(duì)于這根單匝線圈，我們可以考慮一端接地的邊界條件，即電勢(shì)為零，而另一端的電勢(shì)較高。電流不能在其他地方流入或流出導(dǎo)線，所以電絕緣條件適用于其余的邊界。這個(gè)問(wèn)題可以用 COMSOL Multiphysics AC/DC 模塊中應(yīng)用的有限元方法來(lái)解決。
由于計(jì)算出的電流流動(dòng)，產(chǎn)生了一個(gè)圍繞導(dǎo)線的磁場(chǎng)。這是一個(gè)向量場(chǎng)，具有大小和方向，可以通過(guò)安培定律計(jì)算。我們感興趣的是學(xué)習(xí)如何模擬這個(gè)磁場(chǎng)，以及它如何與其他物體相互作用。
由于我們的目標(biāo)是學(xué)習(xí)線圈建模，所以不會(huì)關(guān)注源本身發(fā)生了什么。我們將假設(shè)存在一個(gè)提供恒定電壓或恒定電流的設(shè)備。我們也不關(guān)心線圈和源之間的電線，而是假設(shè)它們?cè)陔姎馍蠠o(wú)關(guān)緊要。基于這兩個(gè)假設(shè)，我們認(rèn)為，一個(gè)合理的線圈計(jì)算模型可能看起來(lái)像下圖所示的模型，該圖顯示了單匝線圈以及由于電流流動(dòng)而產(chǎn)生的周?chē)艌?chǎng)。
單匝線圈的計(jì)算模型。導(dǎo)線中的電流（黑色箭頭）會(huì)在周?chē)諝庥虍a(chǎn)生磁場(chǎng)（彩色箭頭）。
實(shí)際上，在解決上述模型的過(guò)程中，還有一些其他的假設(shè)。首先，我們可以看到，線圈周?chē)幸粋€(gè)圓柱體，代表空氣域。這是我們求解磁場(chǎng)的計(jì)算域。這是一個(gè)有限域，但磁場(chǎng)實(shí)際上將無(wú)限延伸到離線圈很遠(yuǎn)的地方。
展開(kāi) 磁阻炮是電磁炮下線圈炮中的一種，原理簡(jiǎn)單粗暴，直接利用線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)鐵磁質(zhì)彈丸產(chǎn)生的磁吸力來(lái)加速?gòu)椡?，通過(guò)多級(jí)加速以民間技術(shù)和材料都能實(shí)現(xiàn)100m/s以上的彈丸速度。以下是使用comsol進(jìn)行磁阻炮瞬態(tài)仿真的效果，線圈激勵(lì)采用的是450V 1000uf的電容放電。
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依托統(tǒng)一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，Ansys 電磁解決方案以高保真的仿真能力幫助企業(yè)降低測(cè)試成本，并實(shí)現(xiàn)從組件到系統(tǒng)級(jí)的整體優(yōu)化，加速先進(jìn)電子產(chǎn)品創(chuàng)新。在2026 R1 新版本中多項(xiàng)功能升級(jí)：全新 PI 求解器、更強(qiáng)大的HFSS/Q3D/SIwave 工作流與網(wǎng)格能力，以及 Maxwell、Motor-CAD、Icepak 在效率、精度與系統(tǒng)級(jí)分析上的全面增強(qiáng)。
Ansys應(yīng)用類(lèi)系列網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)——電磁仿真系列專(zhuān)題也已上線
ansys apdl 熱和電磁場(chǎng)分析案例1個(gè)月前
1.三維電磁感應(yīng)加熱（附帶完整計(jì)算命令流及注釋說(shuō)明）2.鋼球的淬火（附帶完整計(jì)算命令流及注釋說(shuō)明）3.二維靜態(tài)磁場(chǎng)分析（附帶完整計(jì)算命令流及注釋說(shuō)明）。
三維電磁感應(yīng)加熱---感應(yīng)加熱的激勵(lì)源為365000HZ的交流電，線圈電流密度為2.04e8A/m^2，線圈和管子的幾何模型如下圖所示：
鋼球的淬火---淬火是把鋼加熱到臨界溫度以上，保溫一段時(shí)間，然后快速冷卻的一種熱處理工藝方法
AnsysWB-功率電感器電磁仿真5個(gè)月前
功率電感器是許多低頻功率應(yīng)用的核心部分，例如，它們用于開(kāi)關(guān)電源和 DC-DC 轉(zhuǎn)換
器。電感器與特定頻率下工作的大功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)結(jié)合使用，可提高或降低輸出電壓。
相對(duì)較低的電壓和較高的功耗對(duì)電源的設(shè)計(jì)提出了很高的要求，尤其是對(duì)電感器的要
求很高，設(shè)計(jì)電感器時(shí)必須考慮開(kāi)關(guān)頻率、額定電流和高溫環(huán)境。
功率電感器通常有一個(gè)磁芯來(lái)增加它的電感值，從而在保持小尺寸的同時(shí)降低了對(duì)高
ANSYS集合了電磁、溫度、結(jié)構(gòu)場(chǎng)的耦合分析，所以被廣大同學(xué)使用，那么就經(jīng)常遇到耦合場(chǎng)的問(wèn)題。
首先要明確耦合場(chǎng)是什么？
其實(shí)就是由于物理理論算法的原因，導(dǎo)致軟件不能計(jì)算電磁和溫度的協(xié)同關(guān)系，因?yàn)檫@是不同的理論系統(tǒng)，不能混為一談，所以就使軟件分為了電磁軟件，溫度場(chǎng)軟件將不同的領(lǐng)域進(jìn)行相互關(guān)系合并計(jì)算的方法就是耦合場(chǎng)計(jì)算。
很多同學(xué)會(huì)遇到電磁和溫度場(chǎng)的耦合
ANSYS MAXWELL電磁設(shè)計(jì)：從基礎(chǔ)到高級(jí)
ANSYS MAXWELL Electromagnetic Design : Basics to Advanced
MP4|視頻：h264,1280×720|音頻：AAC,44.1 KHz,2 Ch
語(yǔ)言：英語(yǔ)|持續(xù)時(shí)間：6小時(shí)19分鐘
ANSYS Maxwell 低頻電磁場(chǎng)仿真全解析10個(gè)月前
一、軟件概述
ANSYS Maxwell 是 ANSYS 公司旗下一款功能強(qiáng)大的低頻電磁場(chǎng)仿真軟件，在電力、電子、機(jī)電等多個(gè)行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。它基于有限元分析（FEA）、有限積分法（FIM）等先進(jìn)算法，能夠精確模擬各種復(fù)雜的電磁現(xiàn)象，為工程師和科研人員提供可靠的設(shè)計(jì)分析工具。
二、核心功能
（一）電磁建模與分析
Maxwell 具備豐富的建模工具，可快速創(chuàng)建二維和三維電磁模型。用戶既可以通過(guò)軟件自帶的建模模塊繪制簡(jiǎn)單的幾何形狀
Maxwell中各種winding的互感結(jié)果到底是什么？（V:fwz0703）
1.自感結(jié)果
如圖所示，在Maxwell的eddy current中設(shè)置三個(gè)winding，然后添加parameters，后處理中很方便的能夠提取線圈繞組的電感，和互感等一系列和線圈相關(guān)的參數(shù)，結(jié)果如下所示：
可以看到線圈1，2，3的各自的自感數(shù)值
在ANSYS Workbench的電磁場(chǎng)分析中，導(dǎo)體通電產(chǎn)生磁場(chǎng)，導(dǎo)體設(shè)置有兩種方法：
1.第一種為導(dǎo)體方法：加載電壓和電流，自動(dòng)設(shè)置電流的流向，進(jìn)而計(jì)算出磁場(chǎng)，這種方式的優(yōu)勢(shì)是僅僅需要電流的流入位置和流出位置，給定電流值就可以了，無(wú)論其形狀多么復(fù)雜，導(dǎo)體的電流如圖所示。
在端面的磁場(chǎng)如圖所示
但是這種方式中的電流流向會(huì)出現(xiàn)走最小電阻的方式，類(lèi)似河流中的水流，彎曲的狀態(tài)下，
發(fā)射和接收極線圈是一種用于無(wú)線通信和無(wú)線能量傳輸?shù)难b置，通常與磁芯結(jié)合使用。發(fā)射極線圈是一個(gè)線圈，通過(guò)通電產(chǎn)生交變電流，從而在周?chē)a(chǎn)生一個(gè)隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)。這個(gè)磁場(chǎng)與接收極線圈中的磁芯產(chǎn)生相互耦合，從而傳輸電能或信號(hào)。接收極線圈通常也是一個(gè)線圈，通過(guò)與發(fā)射極線圈的磁場(chǎng)耦合，感應(yīng)到隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)，并將其轉(zhuǎn)換為電能或信號(hào)。磁芯是發(fā)射和接收極線圈中的一個(gè)重要組成部分。磁芯通常由磁性材料制成，如鐵氧體或釹鐵硼等
PCB是電子設(shè)備當(dāng)中非常關(guān)鍵的部件之一，上面有著諸多元器件及芯片，電路工作狀態(tài)下會(huì)形成相應(yīng)的電磁能量輻射，是不可忽視的噪聲源，對(duì)整機(jī)系統(tǒng)的EMC性能，有著至關(guān)重要的作用，所以，利用仿真技術(shù)來(lái)進(jìn)行PCB的電磁輻射性能仿真是非常有必要的。
PCB的電磁輻射，多數(shù)情況可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品整機(jī)EMC RE認(rèn)證測(cè)試當(dāng)中的某些頻點(diǎn)不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，一般來(lái)說(shuō)噪聲源都是由于電路板上關(guān)鍵的一些高速/高頻器件或電路，可能通過(guò)
