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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]。

2.2 力密度波形 根據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。

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化優化目標。

Prius2004永磁同步電機設計報告：： 磁路法、maxwell有限元法、MotorCAD溫仿真、應力分析。(內容比較完善，用于很需要的朋友，不支持講解，等額外服務哈。)內容：1.Excell設計程序，可以了解這個電機是怎么設計出來的，已知功率轉矩等，計算電機的體積，疊厚，匝數等。2.Maxwell參數化仿真模型：可以學習參數化仿真模型，有限元結果可查看。3.

答：導致性能和設計偏差的主要問題有：a.材料定義不完善（特別是磁化曲線定義）;b實際尺寸偏差控制不合理;c.材料性能余量估計不足、d. 模型等效帶來的偏差;e. 網格劃分不合理帶來的偏差;f. 仿真數據處理不當。 電機設計人員重要能力是會操作相關軟件？答：可笑！沒有聽說過那個軟件公司設計的電機好。

在變壓器工作過程中，油箱內部產生一定的漏磁作用[12]，對兩種屏蔽結構在油箱上產生的磁通密度及電渦流密度進行仿真計算。2 變壓器油箱弧形屏蔽結構仿真結果分析采用ANSYS Maxwell軟件對兩種屏蔽結構磁密度作用進行仿真計算，得到兩種屏蔽結構的磁通密度分布如圖2所示。

William F B[2]為了證實鐵磁性材料的磁化過程具備不可逆和磁滯特點，在之后對其進行不斷地探索研究。Craik D等[3]做了大量的磁機制效應實驗，實驗結果表明，應力對磁化的影響因素很多，不能片面地僅用磁疇轉動來說明，磁疇結構在應力作用下是一個分布不連續的變化。

4 仿真分析結果基于Maxwell對兩種氣隙的電機二維模型，并進行了電磁仿真，為了建立電機內部磁場，做以下假定條件：（1）忽略電機端部效應，電機磁場沿軸向均勻分布；（2）鐵心沖片材料各向同性；（3）電機殼體外部和電機軸磁場忽略不計；（4）磁鋼被均勻磁化；（5）電機不采用斜級結構（忽略斜級對氣隙的影響，但扭矩波動較大）；經過電磁仿真計算，得到了兩種氣隙電機的扭矩仿真結果

- 仿真完成后查看結果，并視需要優化設計電場分布和絕緣設計? Maxwell 2D 和 3D 靜電場求解器? 優化絕緣結構，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? 升高座內部電場- 采用基于Maxwell二次開發的腳本，可以自動計算關鍵路徑上的切向場強和累積場強

文獻[13]利用Maxwell軟件對電磁鐵進行了動態仿真分析，并進行了實驗驗證，但對于不能直接通過仿真得到動態特性參數的情況沒有給出解決方案。文獻[14]在Simulink中搭建了瞬態仿真模型，并比較了不同電磁鐵結構的瞬態特性，但是沒有考慮磁飽和，不適用于磁性材料出現飽和的情況。

在上一節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。

4.2 氣隙磁密分析 采用有限元法對電機沿軸向方向的氣隙磁密進行求解，如圖7所示。徑向氣隙磁密波形近似于正弦波，幅值為0.59T，圖中不規則的缺口畸變是由定子開槽氣隙磁導不均勻導致。

在鋼絲繩上端相對于磁軛居中放置檢測探針，提離值由2mm遞增到7mm, 所測得的漏磁曲線如圖8所示，由此可知，使漏磁信號最明顯的提離值為2mm, 隨著提離值的增大，漏磁信號越來越小。尤其當提離值大于4mm時，對于水平位置150mm處的細小損傷檢測不出來，信號與未作損傷無異。

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。

徑向氣隙磁密波形近似于正弦波，幅值為0.59T，圖中不規則的缺口畸變是由定子開槽氣隙磁導不均勻導致。 圖7 電機氣隙磁密3D分布4.3 空載反電動勢分析空載反電動勢波形對電機設計有重要參考價值。在額定轉速下求解出電機空載反電動勢如圖8所示。

用戶可以根據實際需求自定義材料的電磁特性，如磁導率、電導率、相對介電常數等，確保模型能夠準確反映真實的物理特性。（四）后處理與可視化強大的后處理功能能夠將仿真結果以直觀的方式呈現出來。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，還能提取關鍵數據進行進一步的分析和對比，幫助工程師評估設計方案的優劣。

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。

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。

圖4 Maxwell 2D分析流程圖 導入模型以后，為了精確分析定子齒部的徑向電磁力，并將力密度的分布耦合到后續的諧響應分析中。 需要將定子齒部“分割”出來，并施加更細密的網格剖分。