Maxwell損耗的案例
[轉(zhuǎn)載]關(guān)于Ansoft maxwell中電機鐵耗和渦流損耗計算的說明
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(shè)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(dǎo)率，這是初學(xué)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(dǎo)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(shè)置電導(dǎo)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(dǎo)率值，其他部件不需要賦電導(dǎo)率，這是初學(xué)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(dǎo)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 Mechanical驅(qū)動電機溫度分析 附ANSYS EM如何設(shè)置多核計算下載
Mechanical驅(qū)動電機溫度分析
●溫升是電機關(guān)鍵性能指標之一，影響電機可靠性，壽命等
●需要清楚利用WB分析電機溫度時相關(guān)設(shè)置及技巧等
●主要注意以下幾方面：
◆電機損耗處理，損耗計算的準確性，它直接影響最終結(jié)果
◆網(wǎng)格處理，網(wǎng)格的處理往往影響結(jié)果的可靠性
◆約束條件設(shè)定影響著結(jié)果的走向
◆求解，包括穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)，根據(jù)需要選擇
◆后處理，結(jié)果查看、判斷、分析很重要
1.Maxwell電機損耗計算處理
●電機的損耗包括銅耗、鐵耗、機械損耗、其它損耗，可能還會有風(fēng)阻損耗
●而ANSYS Maxwell軟件中計算電機損耗主要是銅耗與鐵耗，它們也是電機的主要損耗，占了大部分，其次磁鋼損耗也是計算之一，它也會影響電機的溫升，因此我們得掌握此三種損耗計算準確性的處理技巧
●因為電機的機械損耗及額外損耗無法計算，所以我們利用WB進行電機溫度計算往往需要修正
1.1 電機鐵芯損耗
鐵損耗的計算得清楚ANSYS Maxwell其計算原理，然后清楚軟件的處理
●盡量把各頻率下BP曲線輸入，越全越準確
●材料組成還是疊壓系數(shù)盡可能接近實際情況
●積累經(jīng)驗，盡量通過系數(shù)輸入非BP曲線，可間接考慮工藝影響
●BP曲線輸入
1.2 電機銅損耗
銅損耗（一般電機使用銅材料為繞組）的計算得清楚ANSYSMaxwell所使用的計算原理，準確說應(yīng)該是歐姆損耗，然后清楚軟件的處理
●繞組建模其截面積和實際一致
1.3 電機磁鋼渦流損耗
一般情況磁鋼渦流損耗占比不高，如果電機電磁方案及工藝處理不得當，它還會影響挺大的，我們還是盡可能考慮進去，清楚Maxwell使用的渦流損耗原理，并且掌握軟件的設(shè)置
展開 基于ANSYS-Maxwell-Fluent-CFX的變壓器溫度分析
基于ANSYS-Maxwell-Fluent-CFX的變壓器溫度分析
隨著電力設(shè)備的日益復(fù)雜和高效，變壓器的電磁場已經(jīng)分享過，參考前文。但是電氣設(shè)備的溫度管理變得尤為重要。過高或過低的溫度都可能影響變壓器的性能和壽命。我們詳細介紹如何利用ANSYS軟件家族中的Maxwell、Fluent和CFX等工具，對變壓器進行精確的溫度分析。
一、變壓器溫度升高的原因
變壓器在工作過程中，由于鐵芯損耗、繞組損耗等原因，會產(chǎn)生大量的熱量。如果這些熱量不能及時散發(fā)，就會導(dǎo)致變壓器溫度升高，進而影響其性能和壽命。
二、變壓器溫度分析的方法
1. Maxwell計算功率損耗
首先，我們利用ANSYS Maxwell進行電磁場分析，計算變壓器的功率損耗。Maxwell軟件可以模擬變壓器的電磁場分布，從而精確計算出鐵芯損耗、繞組損耗等，參考前面的文章。計算出功率損耗分布，可以看到不同位置的功率損耗是不同的,功率損耗密度不同.
變壓器模型
變壓器模型產(chǎn)生的功率損耗分布
2. Fluent計算溫升
我們使用ANSYS Fluent進行流體溫升分析，該方法的好處是可以自動計算空氣或者冷卻水的對流換熱系數(shù)，以計算變壓器的溫升。可以模擬變壓器內(nèi)部的流體流動和熱量傳遞過程。Fluent支持多種物理模型，包括傳熱、流動、化學(xué)反應(yīng)等，可以全面分析變壓器內(nèi)部的熱傳遞過程。通過Fluent，我們可以得到變壓器內(nèi)部各點的溫度分布和流場分布。
展開 “新能源驅(qū)動電機電磁、磁熱、振動、噪聲多場耦合” 高級設(shè)計仿真培訓(xùn)
、Br及FFT分析等分析）
WB相關(guān)驅(qū)動電機分析模塊詳解
清楚驅(qū)動電機分析模塊使用及特點
1.WB平臺及功能概述
1.1功能簡介 1.2電機多場分析相關(guān)模塊
2.DM模塊電機建模處理
2.1Maxwell模塊電機電磁分析連接
2.2電機熱場和結(jié)構(gòu)場連接
3.MC電機結(jié)構(gòu)分析
3.1電機固有頻率計算（模態(tài)）
3.2電機振動噪聲計算（諧響應(yīng)）
4.Mesh模塊電機結(jié)構(gòu)熱分析網(wǎng)格
4.1電機熱分析剖分特點 4.2電機振動分析剖分特點
4.3電機噪聲分析剖分特點
5.電機熱計算相關(guān)分析支持
5.1電機傳熱方式 5.2電機穩(wěn)態(tài)及瞬態(tài)熱分析
MC驅(qū)動電機
溫度分析
掌握驅(qū)動電機熱場仿真分析技巧
1.Maxwell電機損耗計算處理
1.1電機鐵芯損耗 1.2電機銅損耗
1.3電機磁鋼渦流損耗
2.Maxwell電機損耗計算網(wǎng)格剖分處理
2.1電機鐵芯剖分 2.2磁鋼等剖分
3.MC電機熱計算網(wǎng)格剖分處理
3.1電機全局剖分 3.2電機局部剖分
4.MC電機熱計算約束及熱源處理
4.1電機熱計算約束類型 4.2電機熱計算熱源類型
5.MC電機熱計算求解設(shè)置處理
5.1穩(wěn)態(tài)求解器 5.2瞬態(tài)求解器
6.MC電機熱計算結(jié)果處理
6.1溫度場查看分析 6.2熱流量查看分析
6.3其它結(jié)果查看分析
MC與Maxwell耦合分析驅(qū)動電機
溫度場
掌握驅(qū)動電機
電磁-熱耦合
分析過程
1.電機Maxwell電磁創(chuàng)建
1.1電機鐵耗、銅耗等計算 1.2網(wǎng)格剖分
1.3
展開 
新能源驅(qū)動電機電磁、磁熱、振動、噪聲多場耦合
、Br及FFT分析等分析）
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1.WB平臺及功能概述
1.1功能簡介 1.2電機多場分析相關(guān)模塊
2.DM模塊電機建模處理
2.1Maxwell模塊電機電磁分析連接
2.2電機熱場和結(jié)構(gòu)場連接
3.MC電機結(jié)構(gòu)分析
3.1電機固有頻率計算（模態(tài)）
3.2電機振動噪聲計算（諧響應(yīng)）
4.Mesh模塊電機結(jié)構(gòu)熱分析網(wǎng)格
4.1電機熱分析剖分特點 4.2電機振動分析剖分特點
4.3電機噪聲分析剖分特點
5.電機熱計算相關(guān)分析支持
5.1電機傳熱方式 5.2電機穩(wěn)態(tài)及瞬態(tài)熱分析
MC驅(qū)動電機
溫度分析
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1.Maxwell電機損耗計算處理
1.1電機鐵芯損耗 1.2電機銅損耗
1.3電機磁鋼渦流損耗
2.Maxwell電機損耗計算網(wǎng)格剖分處理
2.1電機鐵芯剖分 2.2磁鋼等剖分
3.MC電機熱計算網(wǎng)格剖分處理
3.1電機全局剖分 3.2電機局部剖分
4.MC電機熱計算約束及熱源處理
4.1電機熱計算約束類型 4.2電機熱計算熱源類型
5.MC電機熱計算求解設(shè)置處理
5.1穩(wěn)態(tài)求解器 5.2瞬態(tài)求解器
6.MC電機熱計算結(jié)果處理
6.1溫度場查看分析 6.2熱流量查看分析
6.3其它結(jié)果查看分析
MC與Maxwell耦合分析驅(qū)動電機
溫度場
掌握驅(qū)動電機
電磁-熱耦合
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1.電機Maxwell電磁創(chuàng)建
1.1電機鐵耗、銅耗等計算 1.2網(wǎng)格剖分
1.3
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WB相關(guān)驅(qū)動電機分析模塊詳解
清楚驅(qū)動電機分析模塊使用及特點
1.WB平臺及功能概述
1.1功能簡介 1.2電機多場分析相關(guān)模塊
2.DM模塊電機建模處理
2.1Maxwell模塊電機電磁分析連接
2.2電機熱場和結(jié)構(gòu)場連接
3.MC電機結(jié)構(gòu)分析
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3.2電機振動噪聲計算（諧響應(yīng)）
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4.1電機熱分析剖分特點 4.2電機振動分析剖分特點
4.3電機噪聲分析剖分特點
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5.1電機傳熱方式 5.2電機穩(wěn)態(tài)及瞬態(tài)熱分析
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溫度分析
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1.1電機鐵芯損耗 1.2電機銅損耗
1.3電機磁鋼渦流損耗
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2.1電機鐵芯剖分 2.2磁鋼等剖分
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3.1電機全局剖分 3.2電機局部剖分
4.MC電機熱計算約束及熱源處理
4.1電機熱計算約束類型 4.2電機熱計算熱源類型
5.MC電機熱計算求解設(shè)置處理
5.1穩(wěn)態(tài)求解器 5.2瞬態(tài)求解器
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6.1溫度場查看分析 6.2熱流量查看分析
6.3其它結(jié)果查看分析
MC與Maxwell耦合分析驅(qū)動電機
溫度場
掌握驅(qū)動電機
電磁-熱耦合
分析過程
1.電機Maxwell電磁創(chuàng)建
1.1電機鐵耗、銅耗等計算 1.2網(wǎng)格剖分
1.3
展開 基于Maxwell和fluent的電磁爐加熱分析 ￥18.8
上次為大家分享了ANSYS中的電磁和熱的耦合方法，獲取相應(yīng)的溫升和結(jié)構(gòu)變形( 沒看過的同學(xué)可以回去看這里http://www.yqgqt.org.cn/content/post/309265).本次使用ANSYS當中的Maxwell和fluent對電磁爐加熱水進行分析。相對于ANSYS的熱分析方法，fluent軟件能更好的模擬物體表面的對流散熱，相對于對流系數(shù)的經(jīng)驗輸入，fluent的自動計算有更好的準確性。
圖1.空間溫度分布
基本原理為線圈在電磁爐中通電，然后在鍋底產(chǎn)生渦流，加熱鍋底，進而熱傳導(dǎo)到鍋中的水，加熱水升溫，其主要的散熱為周圍的空氣。
主要分析本次采用ANSYS中的Maxwell計算高頻在鍋底產(chǎn)生渦流，進而產(chǎn)生熱量，將熱量讀取到fluent中，設(shè)置fluent的散熱條件，將鍋中的水加熱到一定的溫度。
由于具體參數(shù)未知，該分析的所有輸入?yún)?shù)都是假設(shè)數(shù)據(jù)，所以其結(jié)果與真實結(jié)果有一定的差距，該方法供大家學(xué)習(xí)
1.建立耦合場分析環(huán)境
在workbench中建立Maxwell 和fluent的耦合場，將模型共享鏈接，將maxwell和fluent的setup鏈接，表示讀取maxwell的熱生成。
圖2 耦合流程建立
2.Maxwell建立渦流場分析
在maxwell當中建立相應(yīng)的模型，賦予材料，建立region域，設(shè)置線圈的電流和輸入端，建立求解，輸入相應(yīng)的高頻，求解之后提取結(jié)果，可以獲取相應(yīng)的電流密度和功率損耗。
圖3.Maxwell渦流場分析
圖4 功率分布
3.fluent建立溫度場分析
在fluent的DM中讀取maxwell的幾何模型，系統(tǒng)自動將region過濾掉，只讀取了相應(yīng)的實體模型，在DM中建立熱分析的空氣域，模型最好將空氣的上側(cè)建立多一些，這樣更容易表示散熱的效果。
展開 向我們走來的是：（人稱）特斯拉終結(jié)者
ANSYS Maxwell磁心損耗被映射到ANSYS Fluent中，以改善電機設(shè)計
減少阻力
Lucid空氣動力學(xué)工程師使用包含ANSYS伴隨求解器的 ANSYS Fluent，研發(fā)車體和新的進氣口和管道系統(tǒng)，以最大限度降低阻力系數(shù)。工程師充分利用ANSYS DesignXplorer，以幫助CFD軟件仿真多種類型的車輛形狀，從而確定空氣動力學(xué)性能。這些仿真能夠通過響應(yīng)面、敏感性圖、帕累托圖和權(quán)衡圖詳細說明多種形狀參數(shù)對阻力的具體影響。根據(jù)這些信息，汽車外形設(shè)計人員和空氣動力學(xué)設(shè)計人員就能找到既滿足造型方案和其他約束條件，又具有最小阻力的車輛外形。
ANSYS Fluent流體油冷多相體積瞬態(tài)仿真
優(yōu)化發(fā)動機
Lucid團隊使用ANSYS Maxwell設(shè)計和分析電機、制動器、傳感器、變壓器和其他電磁與機電設(shè)備。Maxwell能確定電機中的電磁損耗，同時通過ANSYS Workbench把這些損耗集成到ANSYS Fluent仿真中，用于確定整個電機上的溫度。電機采用兩個單獨的冷卻系統(tǒng)，第一個是電機殼上的水套；第二個系統(tǒng)將傳動油注入最熱的區(qū)域，即端繞組和轉(zhuǎn)子。工程師使用兩個耦合模型，一個油模型和一個水模型，來仿真這兩個冷卻系統(tǒng)。
展開 ANSYS知識庫| Maxwell相關(guān)建模問題（六）
問題描述：Maxwell V2015相對于V2014對磁滯材料建模功能進行了功能提升
通過查詢用戶手冊輸入材料的起始BH曲線
將材料的鐵芯損耗類型選擇為“Hysterisis Model”
輸入材料的內(nèi)稟矯頑力“Hci”
輸入材料的損耗系數(shù)“Kc”
Maxwell V 2015磁滯材料支持疊壓磁滯材料
工程師可在材料定義窗口選擇“Composition->Lamination”,可選擇疊壓系數(shù)“Stacking Factor”，以及疊壓方向“Stacking Direction”。
求解技巧 | 永磁電機的電磁仿真常見問題
圖3
圖4
磁鋼的渦流損耗
永磁電機的轉(zhuǎn)子里嵌著磁鋼，由于穿過磁鋼的磁鏈在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動過程中發(fā)生變化，自然會在磁鋼內(nèi)部產(chǎn)生渦流，進而產(chǎn)生渦流損耗，為了減小磁鋼的渦流損耗，通常在軸向和徑向方向?qū)⒋配撨M行分段處理。為了精確計算分段后的磁鋼損耗，Maxwell提供了兩種不同的計算方法來求解渦流損耗。
圖5
1) 添加0電流法
選中四個磁鋼面，添加0電流激勵。如圖6分別輸入電流的名稱，數(shù)值的大小以及導(dǎo)體的類型。
圖6
分別給4個磁鋼都施加0電流激勵，則最后如圖7所示。
圖7
點擊求解計算后，可以看到磁鋼的損耗為5.69W。
圖8
2) 直接選擇計算
如圖9所示，在“Excitations”下選擇“Set EddyEffects”在彈出框中選擇要計算的四塊磁鋼。
圖9
求解完畢后，磁鋼的渦流損耗如圖10所示。可以發(fā)現(xiàn)直接選擇計算磁鋼的渦流損耗與加載0電流情況下磁鋼的損耗數(shù)值很相近。所以二者取其一即可。
圖10
3) dq坐標下的數(shù)據(jù)結(jié)果
針對永磁電機的調(diào)速控制，通常喜歡將電機的所有數(shù)據(jù)變換成dq軸坐標系下的對應(yīng)數(shù)據(jù)，建立一個同步旋轉(zhuǎn)的正交坐標系。電機所有交流變量都可以在這個坐標系中轉(zhuǎn)化為直流量并投影于d、q兩個軸上。對兩個軸上的分量的分別控制，就控制了這個變量，實現(xiàn)了這個變量的解耦控制。
Maxwell根據(jù)用戶的關(guān)心問題，開發(fā)了可以直接生成dq軸下的數(shù)據(jù)報告。方便電機設(shè)計人員的數(shù)據(jù)后處理，大大減小了電機設(shè)計的周期，提高了電機設(shè)計的效率。
展開 ANSYS知識庫| Maxwell相關(guān)建模問題（三）
11、RMxprtV2014一鍵生成Maxwell3D模型渦流損耗計算問題？
問題描述：RMxprt V2014一鍵生成Maxwell3D模型，對生成的模型永磁材料等添加電導(dǎo)率，無法設(shè)置渦流效應(yīng)。但是，直接通過Maxwell3D建模時，給各種材料添加電導(dǎo)率，都可以設(shè)置渦流效應(yīng)。
解決辦法：為了通過軟件conduction path檢查問題，RMxprt產(chǎn)生的Maxwell 3D模型，默認設(shè)置了比較高的門檻電導(dǎo)率(2500000)，這是因為大部分的鐵心材料的電導(dǎo)率都低于此門檻電導(dǎo)率。如果用戶要計算的渦流材料的電導(dǎo)率低于此電導(dǎo)率則需要修改門檻電導(dǎo)率使該材料作為導(dǎo)體來處理。門檻電導(dǎo)率可在Design Setting中設(shè)置。
展開 
新功能 | 解鎖Ansys Maxwell 2021 R1新版功能要點
Ansys Maxwell 2021 R1為2021年的第一個版本，該版本主要增強了以下幾點功能：分別是全周期建模周期模型求解、利茲線分析、渦流場的體力密度耦合、溫度相關(guān)的鐵損BP曲線、時間平均場量輸出、渦流求解器頻率參數(shù)化、隨空間變化的材料或溫度輸入、感應(yīng)電機ECE ROM模型、ACT功能增強/發(fā)卡繞組UDP等等。本文將對上述新功能進行簡要介紹。
2D/3D渦流場中利茲線阻抗矩陣的計算
利茲線廣泛應(yīng)用在開關(guān)電源和電機領(lǐng)域，完整的利茲線分析需要建立每根細小的單線，計算量非常大。Maxwell在之前版本中增加了利茲線建模功能，用戶不再需要建立每根單線，只需建立利茲線外部輪廓，再把模型指定為利茲線模型，輸入利茲線匝數(shù)、單線線徑等信息、軟件通過公式自動計算利茲線損耗，在后處理中利茲線損耗顯示在StrandedLoss AC中。
此次新版本中新增利茲線阻抗矩陣的計算，對于利茲線模型，Maxwell采用(StrandedLoss AC+CoreLoss)/I2的方法計算利茲線電阻，該方法基于stranded繞組，考慮由集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)引起的繞組附加交流損耗，與實測更加接近。此功能用于修正利茲線阻抗矩陣的計算。
渦流場基于網(wǎng)格的體力密度耦合
早期版本支持瞬態(tài)場與諧響應(yīng)分析的耦合，該耦合仿真一般用于電機的NVH計算。新版本中增加單一頻率下基于單元的體力密度的渦流場到諧響應(yīng)分析的耦合。
展開 新功能 | 解鎖Ansys Maxwell 2021 R1新版功能要點
Ansys Maxwell 2021 R1為2021年的第一個版本，該版本主要增強了以下幾點功能：分別是全周期建模周期模型求解、利茲線分析、渦流場的體力密度耦合、溫度相關(guān)的鐵損BP曲線、時間平均場量輸出、渦流求解器頻率參數(shù)化、隨空間變化的材料或溫度輸入、感應(yīng)電機ECE ROM模型、ACT功能增強/發(fā)卡繞組UDP等等。本文將對上述新功能進行簡要介紹。
2D/3D渦流場中利茲線阻抗矩陣的計算
利茲線廣泛應(yīng)用在開關(guān)電源和電機領(lǐng)域，完整的利茲線分析需要建立每根細小的單線，計算量非常大。Maxwell在之前版本中增加了利茲線建模功能，用戶不再需要建立每根單線，只需建立利茲線外部輪廓，再把模型指定為利茲線模型，輸入利茲線匝數(shù)、單線線徑等信息、軟件通過公式自動計算利茲線損耗，在后處理中利茲線損耗顯示在StrandedLoss AC中。
此次新版本中新增利茲線阻抗矩陣的計算，對于利茲線模型，Maxwell采用(StrandedLoss AC+CoreLoss)/I2的方法計算利茲線電阻，該方法基于stranded繞組，考慮由集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)引起的繞組附加交流損耗，與實測更加接近。此功能用于修正利茲線阻抗矩陣的計算。
渦流場基于網(wǎng)格的體力密度耦合
早期版本支持瞬態(tài)場與諧響應(yīng)分析的耦合，該耦合仿真一般用于電機的NVH計算。新版本中增加單一頻率下基于單元的體力密度的渦流場到諧響應(yīng)分析的耦合。
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Ansys Maxwell大本營
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Ansys Maxwell 2021 R1為2021年的第一個版本，該版本主要增強了以下幾點功能：分別是全周期建模周期模型求解、利茲線分析、渦流場的體力密度耦合、溫度相關(guān)的鐵損BP曲線、時間平均場量輸出、渦流求解器頻率參數(shù)化、隨空間變化的材料或溫度輸入、感應(yīng)電機ECE ROM模型、ACT功能增強/發(fā)卡繞組UDP等等。本文將對上述新功能進行簡要介紹。
2D/3D渦流場中利茲線阻抗矩陣的計算
利茲線廣泛應(yīng)用在開關(guān)電源和電機領(lǐng)域，完整的利茲線分析需要建立每根細小的單線，計算量非常大。Maxwell在之前版本中增加了利茲線建模功能，用戶不再需要建立每根單線，只需建立利茲線外部輪廓，再把模型指定為利茲線模型，輸入利茲線匝數(shù)、單線線徑等信息、軟件通過公式自動計算利茲線損耗，在后處理中利茲線損耗顯示在StrandedLoss AC中。
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