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圖1 變壓器矩形及弧形屏蔽結構示意圖 采用ANSYS Maxwell軟件進行變壓器屏蔽效果的仿真分析，將所建立的模型導入到ANSYS中，設定屏蔽結構的材質為50-Q130硅鋼片，油箱的材質為Q235A低碳鋼板，設定變壓器的結構以繞組的縱向軸為中心對稱[10]，不計繞組間的相互作用。

磁場仿真目的和流程? 仿真目的- 計算電磁特性，校驗電磁設計，優化電磁方案- 計算電磁特性，與結構場、流體場耦合，校核結構強度和散熱設計等? 仿真流程- 簡化模型并導入軟件- 添加相應的電磁激勵- 計算電磁性能GIL母排渦流計算? 計算渦流損耗? 對比實心導體和空心導體的損耗GIS殼體接地分析? 計算在不同接地設計時殼體上的渦流

（三）優化結果通過改變定子和轉子的槽形、繞組匝數等設計參數，利用 Maxwell 進行多次仿真對比，最終確定了最優的設計方案。優化后的電機效率提高了 5%，同時降低了運行過程中的電磁噪聲，顯著提升了產品的市場競爭力。四、應用領域（一）電力行業在變壓器、電抗器等電力設備的設計中，Maxwell 可以幫助工程師優化結構設計，減少電磁損耗，提高設備的可靠性和效率。

物理模型由于變壓器內部幾何結構復雜，各部分結構尺寸相差懸殊，在滿足電磁場求解精度的前提下，為了合理簡化求解過程，以滿足計算機工作限度，在場路耦合的電磁計算中對變壓器模型作出以下基本假設：（1）由于計算條件的限制，近似認為變壓器結構件的材料均勻，各向同性；（2）將變壓器原邊繞組和副邊繞組等效為圓筒狀；（3）變壓器三相鐵芯繞組完全對稱，變壓器內部繞組中心處連線縱向軸面前后對稱，左右對稱

ANSYS Maxwell是一種電磁場有限元分析軟件，它功能強大，具有電場、靜磁場、渦流場、瞬態場分析模塊，是工程設計人員和研究工作者的重要工具。電磁場課程公式多且概念抽象，學生普遍反映難學、難懂、難用。電磁場是一種特殊形式的物質，無法直 接觀察。

Figure.基于ANSYSWorkbench的聲學仿真耦合流程3 干式變壓器振動噪聲分析Figure.變壓器三維模型圖Figure.噪聲分析耦合流程圖3.1 電磁場分析 將變壓器的電磁模型導入Maxwell,給定鐵芯、繞組的材料，設定好額定工況的激勵、邊界條件、求解參數，即可進行求解。

Ansys Maxwell高級電磁場求解器：使用2D或3D有限元方法求解靜態、頻域和時變磁場與電場。Maxwell軟件符合ISO 26262標準。Ansys Motor-CAD電機設計專用工具：能夠在全轉矩-速度工作范圍內進行快速多物理場仿真的平臺。該工具采用嵌入式2D有限元分析（FEA）、分析計算和等效電路方法來分析電磁性能。

了解磁場如何與材料和運動相互作用，對于跨學科的工程師、研究人員和設計師至關重要。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、研究人員還是行業專業人士，本課程都將為您提供設計、模擬和優化磁性系統的實用技能。您將探索如何構建和分析永磁體、電磁鐵和涉及力、扭矩和運動的動態系統。

Liu 等［17］研究了一種全耦合預測變壓器鐵心變形的磁-機械耦合方法，考慮用簡化的多尺度本構模型來描述材料磁化特性和磁致伸縮各向異性，將材料磁致伸縮作為結構場的系統輸入以獲得鐵心變形和位移場。 綜合來看，對變壓器鐵心振動特性進行數值分析研究時，不得不考慮硅鋼片材料的非線性特征及其復雜性。

，Ansys提供電磁、多物理場和系統解決方案：? 電磁性能 (損耗，力，阻抗等…)? 多物理場 (磁熱耦合，電磁‐結構結構，振動噪聲)? 系統級模型 (ECE 降階模型和隨頻率變化的ROM模型)Ansys提供一個可以對所有主要物理現象進行模擬的仿真平臺Ansys機電組件和系統解決方案Ansys的主要優勢Ansys在電力變壓器仿真方面的具體優勢

所用計算開關變壓器模型如下圖所示，PQ型鐵芯，環型繞組和絕緣層組成；其中鐵芯尺寸長寬14mm*7mm，工作頻率為0.1MHz，通過Maxwell計算得到變壓器變比、電感 、損耗等參數、電場、磁場分布圖。最終仿真模型如下圖所示。2 設置和解決方案 2.1 啟動Ansys Electronics Desktop 1.新建工程文件Project。

通過ANSYS workbench中的Maxwell仿真軟件，使用Maxwell中的電磁和icepak模塊的耦合，計算得到通電銅排的溫升結果.

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

這樣的多物理場解決方案，在整個研發電動傳動系統的過程中都能發揮重要作用。Ansys Maxwell-優化NVH的關鍵Ansys Maxwell讓工程師能夠創建并測試各類電機的數字化原型。一般來說，電機的幾何結構十分復雜，但通過Ansys Maxwell進行電機設計卻很容易。借助Maxwell中提供的基于模板的設計功能，整個電機設計可以自動完成。

物理場選擇及邊界條件設置 本模型主要選擇了COMSOL中的磁場模塊、電路模塊、固體力學、壓力聲學模塊進行多物理場耦合，詳細的物理場選擇及邊界條件設置如圖2所示。圖2 詳細的物理場選擇及邊界條件設置4.

- 短路電流渦流損耗和漏磁計算變電站整體磁場分析研究變電站區域內磁場輻射真空開關電磁分析帶鍍層回路的導電特性分析2.3 結構場和多場耦合應用結構場仿真目的仿真目的- 校核強度和剛度- 校核壽命- 校核熱應力- 電磁-結構耦合應用- 其他真空開關瓷殼熱應力分析

玄文博等[9]依托Maxwell仿真軟件對X80鋼管道樣板進行靜態磁化和動態退磁仿真研究，分析了X80鋼的磁化和退磁現象,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學建模，推導出應力與材料磁導率的函數關系，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。