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3計算結(jié)果3.1磁場分布磁場分布可以看到完美的右手螺旋方向轉(zhuǎn)動3.2渦流損耗分布計算結(jié)果如圖所示，渦流損耗反應(yīng)的是是電流密度分布，通過其顏色可以看到電流遵循渦流分布效果，將3根導(dǎo)體看成一根導(dǎo)體，整體的電流想周圍擴(kuò)散，產(chǎn)生集膚效應(yīng)，這樣就會導(dǎo)致中間銅排發(fā)熱量較小.4．icepak模型建立將Maxwell中的2D模型復(fù)制到icepak中，拉伸生成三維實(shí)體

我校在開展電磁場實(shí)驗(yàn)過程中，均采用仿真實(shí)踐相結(jié)合的形式，例如在螺線管線圈磁場的測量實(shí)驗(yàn)中，一方面借助毫特斯拉計和磁感應(yīng)法對螺線管 線圈軸線上的磁場進(jìn)行測量，另一方面借助ANSYS Maxwell軟件對空心和鐵芯螺線管線圈進(jìn)行仿真建模，與實(shí)測結(jié)果進(jìn)行對比，查看線圈周圍的磁場分布 情況。通過軟件展示的場圖，可使學(xué)生更清晰、直觀地觀察磁場的分布情況。

因?yàn)閳A筒在初期沒有感應(yīng)電流，他們之間是沒有受力的，洛倫茲力的產(chǎn)生必須要有電流，而目前的結(jié)果是有力的，顯然不對，這個顯然是Maxwell的bug之一4.問題總結(jié)1.官方解釋為加密網(wǎng)格可以實(shí)現(xiàn)，需要將被計算的物體包裹一個邊界，加密網(wǎng)格如圖所示，計算結(jié)果部分正確2.如果模型為上下對稱，則包裹邊界不可避免的的一側(cè)沒有，那么結(jié)果依舊是錯誤的，因?yàn)槟J(rèn)結(jié)果采用的是Maxwell

電流密度分析電流密度如圖7所示,從圖中可以看出,亥姆霍茲線圈通過直流電產(chǎn)生磁場,圖中直觀地反映了電流密度?2.3磁場分析磁場分布如圖8所示,由圖可見各種磁場的大小和方向,通過線圈?鐵芯?模架形成一個閉合的回路?根據(jù)圖中的顏色和箭頭長短不同,可以分析壓機(jī)各個部位的磁場大小飽和分布情況?2.4模具磁場計算數(shù)值與測量數(shù)值對標(biāo)使用Maxwell計算完畢后,利用特斯拉計測量膜腔內(nèi)對應(yīng)各點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度數(shù)值

（四）后處理與可視化強(qiáng)大的后處理功能能夠?qū)⒎抡?em>結(jié)果以直觀的方式呈現(xiàn)出來。通過云圖、矢量圖、等值線圖等多種可視化方式，用戶可以清晰地觀察到電磁場的分布情況、電磁力的作用方向等。同時，還能提取關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的分析和對比，幫助工程師評估設(shè)計方案的優(yōu)劣。

圖3 電機(jī)外加激勵電路 2.4 仿真結(jié)果與分析2.4.1 電機(jī)靜磁場分析及結(jié)果電機(jī)靜磁場分析是指僅有永磁體作為勵磁激勵條件下的分析方式，此時外電路不參與分析。永磁直流空心杯電機(jī)靜磁場分析得到的磁力線分布云圖與磁感應(yīng)強(qiáng)度云圖如圖4、圖5所示。

線段的屬性包括 Name（名稱）、 Orientation（坐標(biāo)系）、是否是 Model 對象、是否顯示 Wireframe（線框）、 Color（顏色）、 Transparency（透明度） 以及是否將 Direction 顯示為箭頭。Show Direction 屬性有助于在沿著一條線繪制場結(jié)果時來顯示線段的起始方向。譯者配圖：5.

圖1.場處理器的工作界面組成本文章根據(jù)電機(jī)仿真常關(guān)心的數(shù)據(jù)，基于場處理器的后處理技巧得到了電機(jī)仿真計算相關(guān)的場量和結(jié)果。先將具體的方法顯示在下： 1.徑向氣隙磁密的求取在旋轉(zhuǎn)電機(jī)的分析過程中，經(jīng)常要取物理常量的徑向或切向分量，例如氣隙徑向磁密，徑向和切向電磁力等。下面將用兩種不同的方法，來演示如何在場處理器中獲得描述氣隙徑向磁密的物理常量。

Maxwell計算功率損耗 首先，我們利用ANSYS Maxwell進(jìn)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.

注意：如果需要查看變壓器周圍場圖結(jié)果，則需要把周圍建立出來，等效為空氣盒。1.可用Maxwell自帶的CAD功能建立出仿真模型；也可以用其它CAD建好再通過主菜單Modeler下Import導(dǎo)入。2.注意尺寸單位，軟件默認(rèn)單位為mm。3.最終分析所需的模型如下。

6.結(jié)果中的L則表示電感，對應(yīng)的電感矩陣的數(shù)值，可以看到其電感和電流等參數(shù)沒有關(guān)系，和幾何形狀直接相關(guān) 整體表達(dá)的意思如下圖所示，其中Lwinding包含電感，但是不包含電阻 那么最重要的一點(diǎn)，電流和感應(yīng)電壓的關(guān)系到底如何，那么結(jié)果根據(jù)電路就可以得到如下RL回路 線圈里面的電流和電壓的關(guān)系為 這是電流的微分方程，其中為U線圈的感應(yīng)電壓

StrandedlossR表示圈2的電流值0.025A*0.025A*1Ω計算的外部電阻的總體損耗，結(jié)果如下，總體的損耗為0.000625W，和計算值相同5.其余的設(shè)置的損耗值都為0，因?yàn)閷?yīng)的材料沒有core loss設(shè)置，沒有AC設(shè)置，沒有實(shí)體，所有solidloss都為0 以上就是所計算的損耗的解釋。

Simplorer 建模的基本步驟為：查找、放置所需要元件，元件連接，元件屬性設(shè)置，輸出變量設(shè)置，求解屬性設(shè)置，仿真結(jié)果顯示設(shè)置。將 Maxwell 2D導(dǎo)入到軟件Simplorer 中，可建立基于Simplorer 的永磁無刷直流電機(jī)的模型。仿真結(jié)果分析設(shè)計的聯(lián)合仿真部分結(jié)果如圖４～圖６所示。

最后，再將溫度計算的結(jié)果導(dǎo)入到Mechanical軟件中作為載荷，來計算電子設(shè)備的熱應(yīng)力及形變情況。在實(shí)際的產(chǎn)品設(shè)計與仿真工程中，電子元器件計算通常只包含單向耦合技術(shù)，因?yàn)橄掠蔚挠嬎?em>結(jié)果不會對上游的仿真有太多的影響。比如Icepak在計算溫度的時候，不需要考慮熱應(yīng)力帶來的變形情況，因?yàn)檫@個形變數(shù)值過小，對流場計算幾乎沒有任何影響。

基于Maxwell與Simplorer的電磁閥動態(tài)響應(yīng)仿真Maxwell中的Simplorer軟件是電路和其他求解場的一個耦合場平臺，他可以耦合電磁場和電路，溫度場和電路，本次以電磁閥為例，本身的場路耦合可以在Maxwell里的circuit實(shí)現(xiàn)，采用Simplorer進(jìn)行聯(lián)合仿真主要是考慮以下兩點(diǎn)：（1）Maxwell的circuit中元器件類型不全，比如穩(wěn)壓二極管；（2）Simplorer

以一變壓器為例，3D瞬態(tài)場中，早期版本箱體被認(rèn)為是固體導(dǎo)體，從2021 R2版本開始可以將箱體當(dāng)作阻抗邊界條件，以此來減少網(wǎng)格規(guī)模及加速求解速度。 把箱體包含進(jìn)求解區(qū)域和把箱體當(dāng)成阻抗邊界條件兩種情況的網(wǎng)格規(guī)模及求解時間仿對比如下。 感應(yīng)電壓求解結(jié)果對比如下圖。

常見問題界面上選擇對象時，要注意selection mode1、插入maxwell 2D 并選擇求解類型插入maxwell 2D設(shè)計設(shè)置求解類型設(shè)置求解類型為交流電場或靜電場2、建模先畫一個小園設(shè)置圓屬性圓的半徑為 30/2=15mm，圓心為原點(diǎn)建模畫板自動適應(yīng)模型大小

答案是切割在Maxwell軟件中boundary有個Insulating Boundary，直接在每根的導(dǎo)體表面加載這個命令就好了，但是APDL中沒有這個功能，所以只能通過以下方式來操作1. 創(chuàng)建絕緣區(qū)域：確定兩個導(dǎo)體 之間的絕緣區(qū)域，并在模型中創(chuàng)建相應(yīng)的幾何實(shí)體或網(wǎng)格。

整個分析過程在ANSYS Workbench平臺下的流程如下：Workbench多物理場耦合仿真流程根據(jù)提供的電磁閥模型stp格式的CAD文件，直接輸入到workbench平臺下的MAXWELL 3D中，對其各部分部件分配材料，如下圖：因?yàn)樵撾姶砰y是直流電源供電，所以沒有渦流損耗和磁滯損耗，主要是線圈通電的銅損，仿真結(jié)果如下圖，從圖中可以看出，電磁閥的損耗主要集中在線圈上