Maxwell渦流的案例
Maxwell-thermal渦流磁熱耦合分析 ￥20
Maxwell-thermal渦流磁熱耦合分析
本例以workbench為耦合平臺，在maxwell中計算的電磁場并導出計算結果作為溫度場的熱源，來計算溫度場的分布。模型如下圖：
coil材料為銅，通以一定值的電流，計算在stock中中的渦流和熱場分布。
電流密度分布：
熱分布：
Maxwell 2D渦流場分析要點和心得 ，在北鯤云上快速開始Maxwell
早在今年五月，北鯤云超算平臺邀請了平臺用戶——溫老師為大家做直播分享，分享主題為Maxwell 2D渦流場分析要點和心得。完整的回放可以在北鯤云官網或b站賬號中看到。
溫老師曾發布《maxwelll電磁分析基礎系列和實戰系列》教程，被贊為“最容易學會的電磁教程”。
簡單放了一些ppt截圖及溫老師的操作過程，更詳細的操作可以詢問我們的工作人員。
這是軟件的一些教程操作，那要如何在北鯤云上快速開啟maxwell呢？
第一步，進入北鯤云控制臺，平臺界面簡潔易用，可以快速開始計算
第二步，在應用中心找到所需軟件，或者在鏡像中心安裝maxwell自己所需要的版本即可。如果在這一步遇到困難可以找技術支持人員，全天在線。
第三步，選擇合適的方式提交作業，平臺有模板提交、命令行提交、圖形界面提交三種方式可選，這里一般使用圖形界面提交。同事圖形界面提交支持windows工作站和linux工作站，可以根據自己的習慣選擇
第四步，選擇配置，平臺CPU/GPU資源都很齊全，彈性計算按需使用，具體的收費標準可以在控制臺中查詢
第五步：開始計算，這里要提示的是，完成計算后一定要記得釋放節點
展開 [轉載]關于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，會在表面產生渦流損耗；對實心轉子電機，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，再次強調一下，做渦流損耗分析，需要skin depth based refinement網格剖分才行。
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 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，獲取相應的溫升和結構變形( 沒看過的同學可以回去看這里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，相對于對流系數的經驗輸入，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，然后在鍋底產生渦流，加熱鍋底，進而熱傳導到鍋中的水，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計算高頻在鍋底產生渦流，進而產生熱量，將熱量讀取到fluent中，設置fluent的散熱條件，將鍋中的水加熱到一定的溫度。
由于具體參數未知，該分析的所有輸入參數都是假設數據，所以其結果與真實結果有一定的差距，該方法供大家學習
1.建立耦合場分析環境
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當中建立相應的模型，賦予材料，建立region域，設置線圈的電流和輸入端，建立求解，輸入相應的高頻，求解之后提取結果，可以獲取相應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，系統自動將region過濾掉，只讀取了相應的實體模型，在DM中建立熱分析的空氣域，模型最好將空氣的上側建立多一些，這樣更容易表示散熱的效果。
展開 
Maxwell使用技巧整理
來源：EV電機事業
作者：
主要功能：
1、如何調節RMxprt自動生成的周期數
2、如何實現平行充磁和徑向充磁
3、基于Maxwell 2D模型生成3D模型
4、Maxwell模型倒角功能的實現
5、如何提高Maxwell導出模型的質量
6、軟件自定義函數點功能
8、Maxwell磁鋼渦流計算
9、Maxwell如何保存動圖
10、Maxwell中實現變步長仿真
11、Maxwell如何添加自定義列表的Parametric參數化
12、Maxwell函數功能的使用
展開 ANSYS知識庫| Maxwell相關建模問題（六）
6、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率，無法設置渦流效應。但是，直接通過Maxwell3D建模時，給各種材料添加電導率，都可以設置渦流效應。
解決辦法：為了通過軟件conduction path檢查問題，RMxprt產生的Maxwell 3D模型，默認設置了比較高的門檻電導率(2500000)，這是因為大部分的鐵心材料的電導率都低于此門檻電導率。如果用戶要計算的渦流材料的電導率低于此電導率則需要修改門檻電導率使該材料作為導體來處理。門檻電導率可在Design Setting中設置。
通過Maxwell3D建模并設置材料電導率，軟件可以設置渦流效應
RMxprt輸出Maxwell3D模型并修改材料的電導率，軟件無法設置渦流效應
★ 單擊“Maxwell->Design settings->Material Thresholds”將Insulator/Conductor由默認的2500000降低為0.
★ 修改需要計算材料的電導率，軟件可正常設置渦流效應
7、如何在MaxwellV2015中設置磁滯材料？
展開 電纜通電時電動力、結構、溫升的耦合仿真
（2）在瞬態電流下的銅排電流如圖所示
分析中設置了渦流效果，所以結果可以看到銅排當中電流在兩側比較集中，中間偏小，集膚效應的結果，另外，同時提取三相電流值隨著時間變化的曲線如圖所示
（3）銅排的發熱量如圖所示
分析中設置了渦流效果，由于集膚效應的原因，功率損耗會在兩側較大，中間偏小
（4）銅排受力如圖所示
通電導線在磁場中受到電磁力，其結果隨著電流的變換而變化。分別提取三根導線在X、Y方向的受力隨時間變化的過程如圖所示
三根導線在X方向的受力，結果可以看到其值的大小隨著電流而不同
同樣，三根導線在Y方向的受力隨著電流而不同，在結構分析中可以考慮受力對結構強度的 影響。
4.結構動力學分析
由于電磁作用力，其銅排之間會有相互作用力，在結構瞬態分析中讀取Maxwell電磁力電磁力，作為銅排加載的邊界條件，將兩側固定，計算，讀取的力結果如圖所示，需要注意的是電磁和結構分析的時間步必須一致。
4.1計算結果
讀取電動力，可以計算在不同時刻下的結構變形情況，Maxwell在ANSYS的結構分析中為插值計算，網格不需要匹配，但是網格越密，其插值計算結果越精確。
（1）三根銅排在電動力下的變形情況如圖所示
（2）三根銅排在電動力的應力情況如圖所示
在該電流下其銅排的變形量和應力值較小，因此銅排強度影響較小，而根據實際情況，短路電流的瞬時值會遠遠大于銅排的額定電流值，因此在電氣設備中需要對銅排的合適位置進行固定，例如本次分析的中間位置需要考慮固定，以降低應力值。
展開 基于Maxwell的無線充電原理 ￥18.8
基于Maxwell的無線充電原理
在日常生活中，移動電器設備已經隨處可見，例如：手機、筆記本電腦、相機等。隨著設備的增多，這些產品的充電問題日益突出。由于各種設備的充電插口不相同，需要不同的電源數據線來插拔相應的電源插口，由此造成插口的接觸不良，電源線的斷開，漏電等問題。隨著技術的發展，現在出現的無線充電技術，該技術可以忽略電源線的問題而直接作用于設備上，減少了很多不必要的環節。
現在的無線充電系統采用的原理主要有微波充電、電場充電、電磁感應充電等方法，但每一種都有相應的優缺點。比較成熟的方法就是電磁感應方法，該方法就是變壓器的基本原理，一側線圈通電壓，在另一側線圈當中產生感應電流和感應電壓，相應的將電流連接到電池上，即可完成充電。下面以該方法為例采用Maxwell軟件來完成該過程。
注：該實例僅用于展示其原理，具體模型和參數未知，該方法僅供參考。
1.建立模型
在maxwell中建立兩個圓環，模擬兩個線圈，中間分割一定的間隙，表示充電設備一端和充電基座一端的距離，如圖所示。將圓環分割，建立線圈的端面，用于加載和提取電壓電流結果。
2.建立分析環境
該分析可以在maxwell的eddy渦流環境下完成，也可以在瞬態求解環境下完成。其中Eddy分析為諧分析，頻域分析，計算一個周期的感應電壓，而瞬態分析可以完成時域的分析，完成指定時間長度的電壓或者電流的加載。本次分析采用瞬態分析，提取結果也是以時間為變量獲取電壓和電流變化曲線。
3.添加邊界條件
將一次線圈的的端面添加繞組winding，輸入電壓或者電流值，相應的添加線圈圈數。將二次線圈的添加繞阻winding，輸入電壓方式和電阻值，如圖所示。
展開 Mechanical驅動電機溫度分析 附ANSYS EM如何設置多核計算下載
Mechanical驅動電機溫度分析
●溫升是電機關鍵性能指標之一，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設置及技巧等
●主要注意以下幾方面：
◆電機損耗處理，損耗計算的準確性，它直接影響最終結果
◆網格處理，網格的處理往往影響結果的可靠性
◆約束條件設定影響著結果的走向
◆求解，包括穩態和瞬態，根據需要選擇
◆后處理，結果查看、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盡可能接近實際情況
●積累經驗，盡量通過系數輸入非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，并且掌握軟件的設置
展開 基于Maxwell與Transient Thermal模塊的感應加熱數值模擬
<p class="ql-align-justify">關鍵詞：感應加熱；電磁場；Maxwell；渦流效應；多物理場耦合</p><p class="ql-align-justify">感應加熱是一種利用電磁感應原理，通過交變電流在金屬工件中產生渦流使其加熱的過程。感應加熱技術在金屬熱處理、焊接、熔化以及表面淬火等領域發揮著至關重要的作用，尤其是在汽車制造、航空航天、能源設備等高精尖技術領域中得到了廣泛應用。感應加熱的過程受到電磁場分布和材料特性等多種因素的影響，因而對其進行精確的仿真研究，是提升工藝效率和產品質量的重要手段。</p><p class="ql-align-justify">本文采用ANSYS Maxwell與Transient Thermal模塊對感應加熱過程進行了仿真模擬，通過多物理場耦合分析，對感應加熱系統的溫度場與電磁場進行了精確描述，全面展示了感應加熱過程中的熱效應及其影響因素。通過數值模擬的方法，不僅可以直觀地分析工件在不同加熱條件下的溫度分布，還能對加熱線圈的設計及參數優化提供科學的依據，從而實現更高效的加熱效果。</p><div contenteditable="false" width="100%" class="ql-align-justify">
<img src="https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/18cd372611e041aabc57bfd1930a14ab~tplv-tt-shrink:640:0.image?
展開 新功能 | Ansys Maxwell 2021 R2 新版功能要點
不同溫度下的退磁曲線
05、支持單個物體的 渦流損耗和鐵耗輸出
2021 R2版本支持單個物體的渦流損耗和鐵耗輸出，用戶可以更加方便精準的查看到某一部件或某一物體的損耗結果，為進一步對其優化設計提供了參考。
設置方法需要在求解設置中勾選Output per object core loss及Output per object solid loss，這樣在后處理報告中即可單獨顯示每個物體的損耗。
勾選Output per object core loss及Output per object solid loss
后處理報告中單獨顯示每個物體的損耗
06、集成了用于無線充電仿真的 3D Components模型庫
無線能量傳輸(WPT)是指發射和接收單元之間的能量傳輸，這項技術主要用于對電子設備進行無線充電，比如手機和電動汽車。雖然無線能量傳輸可以帶來多項優勢，但它仍面臨一些亟待解決的難題，這時就可以借助仿真的力量。Maxwell 2021 R2版本集成了用于無線充電仿真的3D Components模型庫，方便用戶進行學習及分析，目前該模型庫僅支持Maxwell3D渦流場求解器。
展開 
ANSYS Maxwell中邊界條件的應用
9.2 案例驗證
在Maxwell3D渦流場中創建如圖35所示的模型，紅色實體為銅塊；在銅塊的截面上添加電流源激勵，幅值1mA，頻率60kHz；并在Region上添加Radiation邊界條件，并求解。求解完成后查看XZ平面的B_Vector，如圖36所示。
復制該算例，刪除Radiation邊界條件，再次求解，求解完成后查看XZ平面的B_Vector，如圖37所示。
圖35 模型
圖36 Radiation邊界條件下的磁密分布
圖37 無Radiation邊界條件下的磁密分布
9.3 應用說明
一般用于求解磁場考慮輻射效應時，應用于渦流場，Region邊界正對于輻射源，Region邊界距離輻射源距離應大于1/4波長。
由于如上限制，本案例對于Radiation邊界條件的說明性不強。60kHz條件下Region邊界與磁場源的距離應大于5km，而本案例中的距離為1mm。
10 Impedance
阻抗邊界條件，應用于渦流場，當透入深度較小時，磁場不能進入到實心導體的內部。此時如果計算導體內的真實磁場分布時，由于集膚區域的存在，計算量會非常大。如果不關心其內部的場分布，可以采用阻抗邊界條件。
該邊界條件的應用場合較特殊，不再舉例說明。
來源： 劉朝瑜 西莫電機論壇
展開 新功能 | Ansys Maxwell 2021 R2 新版功能要點
Maxwell 2021 R2版本集成了用于無線充電仿真的3D Components模型庫，方便用戶進行學習及分析，目前該模型庫僅支持Maxwell3D渦流場求解器。導入方法：選擇菜單Draw -> 3D Component Library -> Browse… 默認路徑為C:\Program Files\AnsysEM\AnsysEM21.2\Win64\syslib\3DComponents\Maxwell3D\Qi Wireless Power Transfer System
無線充電仿真3D Components模型庫
07
A-Phi 求解器功能增強
A-Phi求解器主要是用在開關電源里面或者一些PCB板求解計算當中。2021 R2版本對A-Phi求解器功能也進行了增強，主要包含電容矩陣增強 (DC+Static)、支持端口輸出電流/電壓、支持用戶控制程序用于電壓/電流激勵、支持基于部件或單元（表面和體積）的諧波力計算，包含第三方工具鏈接接口、支持多物理域仿真時基于時間平均的場量（損耗密度）、支持矢量磁位A用于后處理等等。
展開 ANSYS知識庫| Maxwell相關建模問題（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率，無法設置渦流效應。但是，直接通過Maxwell3D建模時，給各種材料添加電導率，都可以設置渦流效應。
解決辦法：為了通過軟件conduction path檢查問題，RMxprt產生的Maxwell 3D模型，默認設置了比較高的門檻電導率(2500000)，這是因為大部分的鐵心材料的電導率都低于此門檻電導率。如果用戶要計算的渦流材料的電導率低于此電導率則需要修改門檻電導率使該材料作為導體來處理。門檻電導率可在Design Setting中設置。
展開 新功能 | Ansys Maxwell 2021 R2 新版功能要點
Ansys Maxwell 大本營
Ansys Maxwell大本營微信公眾號由Ansys中國原廠技術團隊維護，致力于與廣大低頻電磁場仿真用戶溝通交流，提供Ansys低頻電磁最新資訊，解決方案，新功能介紹，軟件使用技巧（FAQ），培訓教程，二次開發腳本，應用案例等。更多信息，歡迎大家掃描下方二維碼關注 “Maxwell大本營” 獲取更多信息！
最新版Ansys Maxwell 2021 R2是2021年的第二個版本，該版本主要增強了以下幾點功能：斜極建模功能增強、3D瞬態場求解器支持非線性阻抗邊界、DDM(區域分解）自動設置算法功能增強、支持溫度相關的BH退磁曲線、支持單個物體的渦流損耗和鐵耗輸出、集成了用于無線充電仿真的3D Components模型庫、A-Phi 求解器功能增強、多物理場耦合功能增強 、新3D AC Conduction求解(Beta)、Ansys Maxwell – PHI Mesh、推出電子桌面學生版等等。本文將對上述功能進行簡要介紹。
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