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式中，H為磁場強度，A/m; J 為電流密度，A/m2;D為電位移矢量，無量綱；E為電場強度，V/m ;B為磁感應強度，T;ρ為電荷密度，C/m3。本文利用Maxwell中的二維模塊進行仿真，僅考慮電位移矢量的軸向分量，只需研究與永磁直流空心杯電機軸線垂直的界面磁場分布[4]。

玄文博等[9]依托Maxwell仿真軟件對X80鋼管道樣板進行靜態(tài)磁化和動態(tài)退磁仿真研究，分析了X80鋼的磁化和退磁現(xiàn)象,獲取了X80鋼的磁化特性曲線。鄭福印等[10]對鐵磁性材料力磁耦合關系進行數(shù)學建模，推導出應力與材料磁導率的函數(shù)關系，對管壁切向應力信號與管壁表面切向磁場分別進行了測量。

在上一節(jié)對不含隔磁片的線圈的仿真計算中，可看到利用ANSYS Maxwell軟件仿真得到線圈的電感值與實測結果誤差很小，故本節(jié)利用ANSYS Maxwell軟件仿真分析含隔磁片的平面螺旋型線圈的電感值。 在上一節(jié)線圈2D模型的基礎上，于線圈下方0.2 mm 處畫一個矩形(長25mm，寬1mm)作為隔磁片的模型， 所建立含隔磁片的線圈2D模型如圖5(a)所示。

Maxwell 如何對材料進行掃描？利用 Maxwel 進行仿真分析的時候，往往需要對比模型在幾何尺寸不變的情況下，材料變化對仿真分析結果的影響，這個時候需要用到模型掃描。Maxwell 具有模型材料參數(shù)掃描功能，具體操作流程如下所示：1）打開“Maxwell2D/3D→Design properties”在彈出的對話框中選擇 Add Array 按鈕。

這個全面的實踐課程將您從基礎到使用ANSYS Maxwell（電磁場分析領域的領先軟件工具之一）的高級模擬技術。無論您是學生、研究人員還是行業(yè)專業(yè)人士，本課程都將為您提供設計、模擬和優(yōu)化磁性系統(tǒng)的實用技能。您將探索如何構建和分析永磁體、電磁鐵和涉及力、扭矩和運動的動態(tài)系統(tǒng)。通過逐步模擬，您將學習如何創(chuàng)建逼真的2D和3D模型，分配材料，應用激勵，并提取有價值的結果，如感應電壓、磁通量和電磁力。

利用 軟 件 An-soft / Maxwell 2D 模塊進行無刷直流電機模型的建立的步驟為：①打開 Maxwell 2D 模塊界面，確定電機的求解環(huán)境。②利用 AutoCAD 作圖軟件，畫出電機的模型 ( 包括定子、轉子、永磁體、繞組等），將畫好的模型導入到 Maxwell 2D中，如圖２所示。③利用軟件的自帶材料或者自定義材料給電機的各部分添加材料。

NVH中的DFT窗口函數(shù)可選，覆蓋更多的實際應用情況；支持任意斜極模型中基于單元的諧波力計算；支持溫度相關的多條退磁曲線；為增強型磁致伸縮力模型增加各向異性彈性屬性。 2021 R2版本支持轉子分段斜極(一字、V字和用戶自定義斜極) 的電磁力映射，Maxwell2D skew功能可處理多個slice上的電磁力并自動映射到諧響應, 大幅加快了永磁電機轉子分段斜極的NVH分析。

有時候會整體考慮磁鋼的平均磁密進行核酸，在Maxwell2D模型中提取磁鋼的平均磁密方法如下所示：圖5.磁鋼平均磁密定義好的磁鋼平均磁密，可以通過ExpreesionCache用于曲線輸出和參數(shù)化優(yōu)化目標。

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。

2 電磁場有限元仿真2.1 電磁鐵建模電磁力由電磁鐵組件 產(chǎn)生，不考慮電磁閥殼體結構對磁場的影響，在An? soft Maxwell中建立簡化的電磁鐵3維有限元模型（如圖 2 所示）進行瞬態(tài)磁場仿真。靜鐵芯與外殼為 靜止部件且材料相同，可視為是一體的，建立環(huán)形電 磁線圈幾何模型，在環(huán)的任意縱截面上添加激勵源。

2.3 RMxprt導入Maxwell參數(shù)化建模 RMxprt是AEDT中基于磁路法的旋轉電機專家設計工具，在RMxprt建模過程中，可以將電機的幾何尺寸等設置為變量或表達式，并利用其“一鍵有限元”功能生成Maxwell仿真模型，RMxprt中定義的變量也會自動傳遞到Maxwell模型中。 以軟件自帶的assm-1為例，如將定子槽型尺寸設置為變量。

UDP腳本，一勞永逸腳本開發(fā)案例基于Workbench的多物理場仿真流程— Maxwell2D:計算電機負載轉矩、轉矩脈動— DesignModeler:幾何模型處理— Staticstructure:計算轉子隔磁橋最大離心應力設置Maxwell設置在Maxwel中使用UDP建立轉子幾何參數(shù)化模型在DefaultDesignXplorerSetup

在Maxwell 2D中，利用該電機的1/8模型，計算定子內(nèi)表面徑向和切向磁拉力；然后在ANSYS Mechanical中進行該電機三維定子的諧響應分析；最后在ANSYS Harmonic Acoustic中進行三維聲場分析。

- 仿真完成后查看結果，并視需要優(yōu)化設計電場分布和絕緣設計? Maxwell 2D 和 3D 靜電場求解器? 優(yōu)化絕緣結構，減少壓板和油道中的電場強度? 繞組間的電壓等位線? 端圈處電場強度變小? 壓板的拐角處電場強度達到最大值? 升高座內(nèi)部電場- 采用基于Maxwell二次開發(fā)的腳本，可以自動計算關鍵路徑上的切向場強和累積場強

力學求解器（Maxwell力和虛功力的理解（不是所有軟件都能支持）兩種有限元力學求解方式理論上應該得出相同的計算結果，但實際上有限元仿真的本質(zhì)是等效計算，因此兩種計算方法得出的結果有時（特別是計算磁阻扭矩和齒槽扭矩時）會有明顯差異。增加網(wǎng)格密度，可以降低MAXWELL方程計算磁阻扭矩的計算誤差。5.

3 電機模型的建立 綜合考慮電機設計技術要求及工作特點確定電機電磁方案參數(shù)，如表2所示。表2 電機主要參數(shù)根據(jù)表中的參數(shù)在Ansys軟件中RMxprt模塊、建模，然后將其轉化為Maxwell 3D模型。

本次分享將結合工程案例，系統(tǒng)介紹 LLC 電路激勵下磁集成器件的損耗分析思路，重點覆蓋初級 Litz 線串聯(lián)繞組、次級并聯(lián)銅片繞組的損耗計算方法，以及考慮磁集成特性的磁芯損耗建模。通過電路與電磁仿真的協(xié)同分析，展示如何在設計階段更可靠地評估損耗，為效率提升、結構選型與設計決策提供依據(jù)。