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一、軟件概述ANSYS Maxwell 是 ANSYS 公司旗下一款功能強大的低頻電磁場仿真軟件，在電力、電子、機電等多個行業有著廣泛的應用。它基于有限元分析（FEA）、有限積分法（FIM）等先進算法，能夠精確模擬各種復雜的電磁現象，為工程師和科研人員提供可靠的設計分析工具。二、核心功能（一）電磁建模與分析Maxwell 具備豐富的建模工具，可快速創建二維和三維電磁模型。

本算例使用的模塊如下：RMxprt模塊：建立電機類型；Maxwell模塊：2D瞬態電磁場計算；Structural 模塊：3D諧響應分析計算；Acoustics ACT模塊：噪聲計算注：Acoustics ACT模塊需要單獨安裝，請用戶到官方網站上自行下載。圖1 電機模型電機的電路模型如圖2所示。

下面介紹一下基于ANSYS Workbench平臺的電機電磁噪聲仿真分析： 電動機與發電機等電力設備的噪聲起因很多，有電磁振動噪聲、機械噪聲及流致噪聲等等，本文通過ANSYS公司的官方案例為操作背景，詳細介紹如何將作用在定子上的瞬態電磁力作為結構諧響應分析的載荷計算振動噪聲。

Workbench中進行電磁場分析時，導體設置是一個關鍵步驟。

Ansys解決方案：Ansys Motor-CAD 集成了電磁場有限元法、磁路法、熱路法、結構有限元法，20 年積累的豐富電磁熱計算經驗數據，有效提升了不同種類、不同冷卻型式電機電磁與熱計算的效率。

在Maxwell 2D中，利用該電機的1/8模型，計算定子內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。

3 振動特性分析利用ANSYS有限元軟件建立該電機三維結構的有限元模型，再以時域瞬態電磁場分析得到的穩態電磁力作為激勵，進行電機結構的響應分析，得到在電磁力激勵下電機的振動特性。

利用Ansys仿真軟件歸納總結出電機的振動及噪聲特性，在原設計方案的基礎上對電機轉子結構進行了優化，以抑制振動噪聲，結合Ansys仿真軟件對優化前后兩種電機進行電磁仿真、模態分析、振動仿真、噪聲仿真，以驗證結構優化的合理性。 1永磁同步電機結構 如圖1所示為本文所研究商用電動車用永磁同步電機徑向示意圖。

功能特點：電場、電流場和磁場的靜態、瞬態和時諧分析，通電導體的運動和場路耦合分析等分析類型；電荷、電流、電壓、電路和外加電磁場等激勵；懸浮電位、周期邊界、開放邊界和滑動邊界等邊界條件；電容、電導、電感、損耗、電磁力等后處理計算功能。

Ansys Mechanical中電機和外殼的結構諧響應分析通過Ansys多物理場分析平臺Workbench，電磁力可以傳遞到Mechanical中，作為Mechanical的輸入，用于分析系統的結構動態響應。基于物體的電磁力映射方法（見圖4），可用于每個齒部都獨立建模的模型。這種方法適用于二維電磁場與三維結構場的耦合。

電機NVH分析本質上是一個結合了電磁和機械分析的、復雜的多物理場問題——因為電機NVH問題通常源于電磁力與結構組件（如定子）之間的相互作用。因此，全面了解電機的電磁和機械屬性對于準確預測其NVH性能至關重要。Ansys Motor-CAD電機設計工具是一款專用解決方案，可用于在整個扭矩-速度范圍內對電機進行多物理場仿真。利用該工具，用戶能夠在同一個用戶界面中評估電磁、熱和機械性能。

，并基于電磁場、機械振動以及流體的有限元聯合分析，對一臺小型非晶合金樣機進行了計算，具體如下: (１) 通過電磁場和機械場的耦合分析，計算出定子齒部表面的徑向電磁力和切向電磁轉矩，表明徑向電磁力是產生電磁噪聲的主要原因； (２) 機械場和聲場的分析計算表明

繪制電磁力瀑布圖電機振動與噪聲分析Ansys電機本體振動噪聲分析解決方案? 精度高? 結果基于物理場? 靈活且易用? 統一平臺統一的模型參數化平臺；統一的優化平臺；數據無縫鏈接Ansys電機本體振動噪聲分析流程支持轉子分段斜極的電磁力映射? Maxwell2D skew功能可處理多個slice上的電磁力并自動映射到諧響應

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。它還有助于優化電機的冷卻系統，以最大限度地降低機械應力以及噪聲、振動和聲振粗糙度（NVH）響應。

摘要：對于電機的電磁振動噪聲問題，僅通過電磁計算激勵源特性分析較難預測電機實際的振動噪聲情況。本文基于電磁場、結構場及聲場的多場耦合分析方法，以YE2-90L-4感應電機為例，結合電機結構與實際安裝方式，對斷條狀態下的電機電磁激振力、結構振動響應以及電機周圍聲場聲壓分布進行多場聯合仿真，從而計算出斷條故障對于電機振動噪聲的影響。

涉及多物理領域的問題，我們可通過ANSYS多物理場解決方案進行；包含電磁力分析(ANSYS Maxwell)、多體動力結構分析(ANSYS Motion)、聲學分析(ANSYS Mechanical/VRxperience Sound)等來實現。

采用Ansys仿真平臺，能夠對機器人用的電機、電機控制器、PCB板、電源、電池等，進行電磁性能、電磁兼容性能、溫度性能、結構穩定性等多物理場的仿真分析和優化，協助用戶設計出性價比高、性能穩定的機器人。

由于電機的電磁振動是電機電磁場和電機結構相互作用的結果，那么利用磁-固耦合振動理論來研究電機的電磁振動是尋找電機電磁振動產生機理以及解決電機電磁振動最有效的方法。

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。通過逐步模擬，您將學習如何創建逼真的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。