Maxwell激勵的案例
ANSYS知識庫 | Maxwell激勵設置及網格剖分設置問題（一）
一，Maxwell激勵設置問題：
1、Maxwell 3D如何出現“Current leak to the air”的報錯信息？
問題描述：
當Maxwell3D仿真模型里面包含空心線圈的時候，有時候會報“Current leak to the air”的錯誤信息，截圖如下：
錯誤原因：
這是軟件的一個Bug，在V15之前直接報錯，不提供錯誤信息；V16以后，提供報錯信息。
解決辦法：
空心線圈不要建立成360全模型，可以包含一個非常小的空隙。
ANSYS知識庫 | Maxwell激勵設置及網格剖分設置問題（一）
一，Maxwell激勵設置問題：
1、Maxwell 3D如何出現“Current leak to the air”的報錯信息？
問題描述：
當Maxwell3D仿真模型里面包含空心線圈的時候，有時候會報“Current leak to the air”的錯誤信息，截圖如下：
錯誤原因：
這是軟件的一個Bug，在V15之前直接報錯，不提供錯誤信息；V16以后，提供報錯信息。
解決辦法：
空心線圈不要建立成360全模型，可以包含一個非常小的空隙。
ANSYS知識庫 | Maxwell激勵設置及網格剖分設置問題
一，Maxwell激勵設置問題：
1、Maxwell 3D如何出現“Current leak to the air”的報錯信息？
問題描述：
當Maxwell3D仿真模型里面包含空心線圈的時候，有時候會報“Current leak to the air”的錯誤信息，截圖如下：
錯誤原因：
這是軟件的一個Bug，在V15之前直接報錯，不提供錯誤信息；V16以后，提供報錯信息。
解決辦法：
空心線圈不要建立成360全模型，可以包含一個非常小的空隙。
ANSYS知識庫 | Maxwell激勵設置及網格剖分設置問題（二）
3、如何在Maxwell current激勵下設置電流突變（=0）設置?
定義一個變量zerotime
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.
ANSYS知識庫 | Maxwell激勵設置及網格剖分設置問題（四）
二，網格剖分設置問題：
3、Maxwell3D如何生成高質量均勻網格？
ANSYS知識庫 | Maxwell激勵設置及網格剖分設置問題（二）
3、Maxwell3D如何生成高質量均勻網格？
ANSYS知識庫 | Maxwell激勵設置及網格剖分設置問題（三）
Maxwell對圓弧面進行網格剖分時的默認圓心角為22.5°，可以通過修改表面近似的設置來生成更加合理的初始網格，從而在確保精度的前提下提高計算效率。
操作：
★ 選擇要定義的部件，右鍵Assign mesh option->surface approximation
★ 彈出的上圖左側窗口，surface deviation默認是lgnore，勾選下面的set maximun surface deviation，填入數據，計算公式如下：
其中D為set maximun surface deviation要填入的數值，r代表欲定義圓弧半徑，角度為自定義值；
★ Maximun surface normal deviation可以填入一個不同于22.5°默認值的角度。
展開 關于Ansoft maxwell中轉子初始位置角及激勵源初始相位角的說明【forlink團隊原創】
轉子初始位置角確定以后，激勵源初始相位角要與其匹配才行。根據電機學基本原理，對發電機，空載感應電動勢超前于電壓一個角度，該角度就為功角（δ）。對于電動機，則為滯后關系。因此，若所仿真模型為電動機（發電機），施加激勵源為電壓源時，那么A相電壓源表達式應為UA= Um*sin（ωt+δ）（對發電機：UA= Um*sin（ωt-δ）），其他兩相可依據三相對稱關系寫出。
三、有關說明：
1、對于旋轉運動，本帖所述方法具有很廣的適用范圍，可適用于所有類別的同步電機，諸如汽輪發電機，水輪發電機，永磁同步電機，爪極電機，感應子電機，等等。
2、也可以不按照本帖中默認的轉子位置角及激勵源初始相位角進行設置，但無論怎樣，二者一定要相匹配，即轉子在空間上轉動多少電角度，那么電壓或電流在時間上也應轉動相應的電角度。
3、如果轉子初始位置角和激勵源初始相位角不匹配，那么仿真所得到的電流，轉矩，功率曲線都是錯誤的，而反電勢和電壓是不受影響的，其中道理不難理解。
4、本貼是基于sin函數施加激勵，也可以采用cos函數，但轉子位置角需要在本帖所述方法基礎上，移動90度電角度。
5、不建議采用電流源，因為對于二維模型，若施加電流源且導線形式設置為多股（stranded），則無法計及電機繞組和端部電感。若導線形式設置為單股（solid），雖然可計及電阻，但與電機多股導線實際情況不符。
6、附件為基于Ansoft 14版本，電勵磁同步電動機和發電機rmxprt及maxwell模型。在轉子初始位置角及電壓源初始相位角匹配的前提下，分別設置了兩組不同轉子初始位置角及相應的電壓源初始相位角，仿真結果表明，本貼研究結論正確。
歡迎大家跟帖發表見解。
展開 案例 | Ansys Motion 新能源車電機動力NVH 仿真方案
簡要流程如下：
Maxwell 電機電磁力輸出
電機2D模型
電機極數: 8
軸向深度 : 40mm
計算不同轉速下的電磁激勵力
UNV電磁激勵力文件輸出設置
打開“Enable Harmonic Force Calculation” 對話框
在“General”Tab中選需要輸出的部件，電機動力學仿真中需要轉子和定子的電磁力
選擇輸出文件位置
“All steps” 選擇所有分析步
Maxwell 電機電磁力輸出
Maxwell 輸出如下兩類文件（設定轉速下）：
- maxwellunvforce2D.unv (Force)
- maxwellunvmesh2D.unv (Geometry)
Ansys Motion電機動力總成的基于電磁激勵力的瞬態動力學分析，需輸入不同轉速下的電磁激勵力，因此在Maxwell 中需計算輸出多個轉速下的電磁激勵力。將上述文件改名（ 如：Stator_1000rpm_F.unv, Stator_1000rpm_M.unv ）否則再次計算時該文件將被覆蓋。
Geometry UNV file
Force UNV file
3
電機動力總成建模
電機通過軸與齒輪箱相連接，電機激勵力施加到電機轉子和定子，以驅動齒輪轉動，在齒輪箱動力輸出軸施加相應反扭矩。
展開 Ansys空心杯電機仿真方案
空心杯電機本體仿真
定子繞組建模是空心杯電機仿真的關鍵
空心杯線圈UDP
-Maxwell內嵌的空心杯線圈CupCoil UDP能夠快速輕松的建立線圈的全參數化幾何模型
-后續可以簡單的對線圈的直邊長、節距等設計參數進行參數和優化分析
空心杯電機繞組建模
-按如下參數生成空心杯電機的單個繞組
-沿Z軸復制生成六個繞組
生成空心杯電機完成模型
-外部輸入或直接在Maxwell內部建立電機定子、轉子、永磁體模型，裝配成完整的空心杯電機模型，并賦予相應的材料特性。
空心杯電機3D模型仿真
-外部輸入或直接在Maxwell內部建立電機定子、轉子、永磁體模型，裝配成完整的空心杯電機模型，并賦予相應的材料特性。
-把3D模型沿Z軸切割，可得如下空心杯2D模型，設置合適的模型深度和等效材料特性，并對繞組重新進行分相后，也可以仿真空心杯電機的特性，仿真速度遠快于3D模型。
空心杯電機等效電路模型提取
采用對有限元模型的定子電流和轉子位置進行遍歷的方式，基于高精度的有限元仿真提取出空心杯電機的精確等效電路模型，然后可在TwinBuilder中利用該等效電路模型搭建外部的控制電路和控制算法，從而既保證仿真精度，又保證仿真速度。
-把繞組的激勵類型設置為外部External，并設置繞組初始電流為0。
-插入一個Maxwell外電路激勵。
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