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工程機械通常工作在復雜電磁干擾環境中，在這過程中可能會面臨電磁場干擾、電纜串擾等相關問題。ANSYS仿真能力ANSYS支持從組件到板級，再到系統級EMC分析，幫助客戶解決電磁相關問題。

圖1-1 電磁輻射干擾1.1 仿真思路 設備系統的EMS性能涉及因素比較多，包括機殼屏蔽性能、場線耦合、系統接地、電路板設計合理性等，因素繁多且比較復雜，本案例只從PCB單板的角度分析PCB的EMS設計狀態，提出PCB的抗輻射優化方法，有利于整機系統的EMS性能提升，該案例基于ANSYS SIwave，進行關鍵PCB電路的感應電壓分析，指定外界電磁輻射能量以及輻射方向，計算關注電路節點上的感應電壓頻域輻值大小

旋轉式機電設備通常是通過旋轉電磁場之間的相互作用來運行的，這些旋轉電磁場由電壓源或通過電磁感應產生。這些旋轉磁場還會在機械側產生扭矩，并在電氣側產生感應電壓和電流。該技術的優勢包括： 與內燃機（ICE）等其他能量轉換系統相比，電機的效率要高得多，電動汽車的效率在90-95%以上，而內燃機汽車的效率僅為20-30%。

當一次繞組加有電壓時，繞組就會有交流電流通過，鐵芯中就會產生與電源頻率相同的交變磁通Φ1，由于一次繞組和二次繞組在一個鐵芯上，根據電磁感應定律，在二次繞組會產生頻率相同但數值不同的感應電動勢E2。因為匝數的不同導致兩個繞組的感應電動勢不同，具體數值關系就是：N1/N2=U1/U2，根據國標，電壓互感器二次側輸出電壓值是100V。

Ansys SimAI軟件是一款先進的多物理場仿真軟件，可利用這些技術進行電磁場訓練和預測。與Ansys Maxwell軟件和Ansys HFSS軟件結合使用時，它能夠將場預測速度加快數十倍到數百倍，從而推動電磁組件設計和分析的轉型。

分析可知，在環境溫度為 260、340、420 ℃時，電磁閥最低啟動電壓分別為 24、27、30 V。圖11 不同環境溫度下電磁閥開啟時間隨電壓的變化曲線圖12 不同環境溫度下電磁閥閉合時間隨電壓的變化曲線4.

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。

三、具體案例分析：三相感應電動機的優化設計（一）案例背景某電機制造企業希望對一款三相感應電動機進行優化設計，以提高其效率和性能。傳統的設計方法往往需要進行大量的物理樣機試驗，成本高且周期長，而使用 ANSYS Maxwell 進行仿真分析可以在設計階段快速評估不同設計參數對電機性能的影響。

圖14 開關磁阻電機轉矩曲線4）氣隙磁密曲線 查看開關磁阻電機的氣隙磁密曲線，如圖所示為9.5ms時刻的氣隙磁密曲線，從9.5ms時刻的磁感應強度云圖中可知存在兩個定子凸極位置的磁感應強度較大，對應于該磁密曲線的兩個峰值。圖15 磁密曲線5）三相繞組電壓曲線 查看開關磁阻電機的三相繞組電壓曲線，如圖所示。

感應電機（通常指異步電機）的電磁計算是電機設計中的一個重要環節，它涉及到電機的電機設計、制造、故障分析與診斷、科學研究與技術創新以及節能減排等方面都具有重要意義。以下內容以某感應電機為例介紹電磁計算的過程。 建模設置 1）幾何建模 建立三相感應電機2D仿真半模型。

對于具有快速時鐘轉換速率和高開關活動的特定高頻設計類，感應阻抗的影響被納入電源網格和全局時鐘模型提取中。[1] 片上感應螺旋組件利用獨特的方法生成電氣模型。這些組件的布局通常需要特定的金屬填充版圖，這些金屬填充位于（厚）頂層金屬下方一直到襯底，以簡化關于感應電流的假設，如下所示。

使用同步磁阻電機仿真APP進行仿真計算，可以得到電機的磁感應強度云圖、電壓、磁鏈、電磁轉矩等結果。通過改變定轉子尺寸及電機驅動參數，工程師可以評估多種電機方案。

在電路中對 3 個線圈施加三相交流電，相位差依次相差 2π/3，線圈匝數設定為24，并設置線圈電阻，電路中激勵電壓的方程為 在鐵心的電磁場分析中，硅鋼片材料的 B-H( B為磁感應強度，H 為磁場強度) 磁化特性是非常重要的輸入參數，直接影響電磁場分析結果的準確度。

下圖顯示了在集總端口邊界條件（在電磁波，瞬態接口內，下圖中縮寫為 TEMW）處感應到的電壓。曲線顯示了電阻電容系統的典型響應。電磁波，瞬態接口和電流接口的外加電流和測量電壓圖。 同樣的情況也可以用電流接口模擬，只考慮電阻和電容效應。在此接口中，電流類型的終端邊界條件將在內部導體注入指定電流。外導體和其余外部邊界均設置為接地。

實際上，這種爐內線圈的電磁感應不僅要產生熱量，還要讓熔融金屬處于電磁懸浮狀態。在熔煉過程中，感應爐內會出現彎月面形狀的熔融金屬。一般而言，彎月面的體積很小，不會對熔煉過程造成任何影響。在全懸浮狀態下，熔融彎月面的體積必須與熔爐的滿載容積相稱；理想條件下達到 100% 的比例。制作這樣的熔爐需要開發一種計算方法，充分考慮到電磁、熱導、流體靜力學和電動力過程。

在ANSYS Workbench的電磁場分析中，導體通電產生磁場，導體設置有兩種方法：1.第一種為導體方法：加載電壓和電流，自動設置電流的流向，進而計算出磁場，這種方式的優勢是僅僅需要電流的流入位置和流出位置，給定電流值就可以了，無論其形狀多么復雜，導體的電流如圖所示。

結果展示模擬變壓器額定工況運行時，以額定工況等效電路作為變壓器外部激勵，基于有限元理論，借助場路耦合法計算變壓器高低壓繞組電流和感應電壓，結果如下所示。圖6. 磁場分布圖7. 磁感線分布圖8. 變壓器原邊繞組電壓波形圖9. 變壓器原邊繞組電流波形圖10. 變壓器副邊繞組電壓波形圖11.

文獻[12]利用Ansys有限元分析軟件和AMESim系統參數仿真軟件對螺管電磁鐵仿真分析得到電磁鐵的磁感應強度、磁力線分布和吸力特性曲線，將仿真結果與實測值進行了對比分析，但仿真部分只有靜態特性的研究，缺少對動態特性的分析，不能反映動作過程中機械參量和電磁參量的真實變化情況。

感應加熱階段，電磁線圈內定義150kHz頻率的1200A感應電流進行齒輪加熱，加熱時間2s，然后關閉感應線圈，進行淬火冷卻，冷卻時間7s內。

立式變壓器臥式變壓器（2）變壓器的空載狀態，當次級不加任何負載，即斷開次級與負載連接只要涉及到電磁，你不可避免地要應用到法拉第電磁感應定律，在變壓器初級加上一個電壓u1，根據電磁感應定律，初級線圈感應電壓如下表達式，即感應電動勢e1等于輸入電壓u1：①引起初級線圈的電流i1，產生磁芯中的磁通φ1，電流i1稱為勵磁或激磁電流，意為產生磁場的激勵源