Maxwell瞬态场仿真实例Word下载.docx

1、导体中，以恒定速度运动的电荷产生的电场称为恒定电场，或恒定电流场（DC conduction）恒定电场的源：（1）Voltage Excitation，导体不同面上的电压（2）Current Excitations，施加在导体表面的电流（3）Sink（汇），一种吸收电流的设置，确保每个导体流入的电流等于流出的电流。只有在不使用Voltage Excitation时，才用Sink。保证DC conduction求解器：不计算导体外的电场，计算时，不考虑材料的介电常数参数。例：绘出如下图所示导体结构中的电流流向图1.建模（Model）Project Insert Maxwell 3D Design

2、FileSave asPlanar Cap（工程命名为“DC Conduction”）选择求解器类型：Maxwell Solution Type Electric DC Conduction创建导体ConductorDraw Box起点：（X,Y,Z）（1, -0.6, 0）坐标偏置：（dX,dY,dZ）（1, 0.2,0.2）将六面体重命名为ConductorAssign Material Copper（设置材料为铜）创建另3个并列的导体Select ConductorEdit Duplicate Along Line（沿线复制）输入line矢量的第1个点：（0，0，0）输入line矢量的第

3、2个点：（0，0.4，0）输入复制总数：4（包括原导体）创建导体Conductor_4（0.8, -1, 0）（0.2, 2.2,0.2）将六面体重命名为Conductor_4创建导体Conductor_5（0.8, -0.4, 0）（-1.2, 0.2,0.2）将六面体重命名为Conductor_5创建导体Conductor_6Select Conductor_5 Mirror（镜像复制）输入对称镜像平面法向量在平面中的第1点坐标：输入对称镜像平面法向量在平面外的第2点坐标：（0，1，0）上述设置表示镜像平面为XOZ平面将六面体重命名为Conductor_6创建导体Conductor_7（-

4、0.4，0.6，0）（-0.4, -1.2,0.2）将六面体重命名为Conductor_sink创建计算区域（Region）Padding Percentage：10%2.设置激励（Assign Excitation）按f，将体选择改为面选择2.1 设置电流注入源选中如下图所示6个面Current 1AMaxwell 在上述6个面上产生6个输入电流激励源2.2设置电流汇（Current Sink）选中Current_sink导体的下列2侧面 Sink3.设置剖分操作（Assign Mesh Operations）选中所有物体，Ctrl+A Mesh operations Assign Insi

5、de Selection Length Based不选Restrict length of elements选中Restrict the number of elements输入maximum number of elements：10000（设置剖分单元的最大数量）Default6. 后处理绘出导体中的电流流向图选中所有导体 Fields J J_Vector调节矢量箭头尺寸 3. 恒定磁场问题实例：恒定磁场力矩计算 计算如下图所示永磁体模块在线圈磁场中所受力矩。Magnetostatic（工程命名为“Magnetostatic”） Magnetostatic创建线圈 Regular Pol

6、ygon（创建线圈横截面）中心点坐标： （X,Y,Z）（0, 5, 0）设置截面半径：（0.5, 0,0）截面多边形边数：Number of Segments: 12将多边形重命名为Coil选中Coil Sweep Around Axis（设置如下） copper（设置材料为铜）创建永磁体模型 Box（创建下极板六面体）（-3, -0.5, -0.5）（6,1,1）将六面体重命名为Magnet NdFe35（设置材料为NdFe35铷铁硼材料）设置磁体的磁化方向（X,Y,Z）（1,0,0）（磁体沿x轴正方向磁化）创建激励电流加载面（Create Section）Select CoilModele

7、r Surface Section Boolean Separate Bodies（分离两Section面）删除1个截面Select 1个截面，Del将剩下的1个截面重命名为“Section1”旋转线圈和激励电流加载面选中 Coil和Section1 Region100%选中线圈截面：Section1 Current Name: Current1Value: 100Type: Stranded选中 Magnet Torque Torque1 VirtualAxis: Global:Z, Positive Maximum number of passes ： 15 Percent Error:

8、1% Refinement per Pass : 30% Torque力矩：-2.9288E-005 （Nm）XOY平面磁场强度幅值分布图XOY平面磁场强度方向矢量图4. 参数扫描问题实例：计算如下图所示铁块所受线圈磁场的作用力。要求对线圈中的电流和铁块的高度做参数扫描，计算不同设置值时，作用力的大小。 Parametric（工程命名为“Parametric”）创建线圈 Regular Polyhedron（创建多边形柱体1）Center Position（中心点坐标）：（0, 0, 0）mmStart Position（起点坐标）：（1.25, 0,0）mmAxis（对称轴）：ZHeight

9、（柱体高度）：0.8mm多边形边数： 36将多边形重命名为Polyhedron1选中Polyhedron1（创建多边形柱体2）CTRL_C，CTRL_V修改相关设置（1, 0,0）mm将多边形重命名为Polyhedron2选中Polyhedron1，Polyhedron2 SubtractBlank Park: Polyhedron1Tool Park: Polyhedron2将Polyhedron1重命名为Coil创建铁块模型任意创建一个6面体尺寸参数设置如下：注意：ZSize参数的值为：“SlugHeight”将六面体重命名为Slug iron（设置材料为iron）200%Section

10、Plane: YZ平面 AmpTurns Stranded（线形激励电流）选中 Slug Force Force 1 55. 创建参数扫描设置 Optimetrics Analysis Add Parametric点击Add，创建扫描参数variable选择： SlugHeight linear stepStart =1, Stop =2, Step = 0.5点击Add 按键将SlugHeight的扫描设置添加到右边空白栏 AmpTurns （设置安匝数的扫描）Start =100, Stop =200, Step =50将AmpTurns的扫描设置添加到右边空白栏点击OK.点击 Calcu

11、lations子菜单点击 Setup Calculations点击Add CalculationsSetup1出现在Setup Sweep Analysis菜单中点击Done在Options 子菜单中选中如下设置“Save Field and Mesh ” :在每一步参数扫描计算后，保存相应的计算场量和剖分信息，一般，系统为节约内存，默认不保存。“Copy geometrically equivalent meshes” 在下次计算中，可重复使用上次计算时未变形的模块的剖分数据。一般来说，频率扫描时，不推荐使用该选项，因为Ansoft的剖分算法是与频率相关的。5. Check 6.计算在Pro

12、ject Manager 窗口Optimetrics右键点击 ParametricSetup1选择 Analyze7. 查看结果选择View Analysis Result右键点击Create Report设置参数如下：点击New Report5. 恒定磁场实例：三相变压器电感计算计算如下图所示变压器绕组的电感。（学习半对称模型的使用half-symmetry） Inductance （工程命名为“Inductance”）改变作图单位Modeler Units Select Units: in （inches）创建变压器铁芯框架 Position： （-1,-6,0）Box尺寸：（XSize,

13、 YSize, ZSize）（2,12,10） （-1,1 ,2）（2,3,6）选中Box2 Around Axis ZAngle: 180 degTotal number: 2选中Box1 ，Box2，Box2_1Blank Parts: Box1Tool Parts: Box2，Box2_1不要选：“Clone tool objectsbefore subtracting” Box（创建Gap）选中Box1 ，Box3 Box3选中Box1 Separate Bodies将分离后的模型分别重命名为：“Core_E”（原Box1）和“Core_I”将两者的材料重设为：“steel_1008”

14、 Grid Plane YZ Rectangle设置如下： XY选中Rectangle2 Delete Last Operation（形成Rectangle1围绕的轨迹）选中Rectangle1，Rectangle2 Along PathAngle of twist: 0degDraft Angle:Draft type: Round选中Rectangle1 Along Line（ 0, 0, 0）（0, 0, 1.925）Total Number: 3选中Rectangle1, Rectangle1_1, Rectangle1_2（0, 5,0）将Rectangle1, Rectangle1

15、_1和 Rectangle1_2重命名为：Coil_left, Coil_left_1, Coil_left_2将中间柱上线圈重命名为：Coil_mid, Coil_ mid _1, Coil_ mid _2将右边柱上线圈重命名为：Coil_right, Coil_ right _1, Coil_ right _2将所有Coil的材料改为Copper选中所有线圈选中YZ平面 Delete（删除多余的面）将左边柱上的截面重命名为：Section1, Section2 , Section3将中间柱上的截面命名为：Section4, Section5 , Section6将右边柱上的截面命名为：Se

16、ction7, Section8 , Section9选中左边柱上线圈截面： PhaseA -0.5*Mag确认，弹出Add Variable窗口Variable：Mag Value: 30A选中中间柱上线圈截面： PhaseB Mag选中右边柱上线圈截面：Section7, Section8 , Section9 PhaseC3.设置自适应计算参数（Create Analysis Setup）设置非线性残差：nonlinear residual: 0.0014.设置计算参数（Assign Executive Parameter）设置参数Matrix1弹出Matrix 窗口在Setup子菜单下，include栏中确认打钩在Post Processing子菜单下，Turns栏中全部改为30选中PhaseA_1, PhaseA_2, PhaseA_3 点击按键：Group -将Group名改为PhaseA选中PhaseB_1, PhaseB_2, PhaseB_3 将Group名改为PhaseB选中PhaseC_1, PhaseC_2, PhaseC_3 将Group名改为PhaseC如下图所示：每个线圈有30匝，在同一个柱上的3个线圈是串联连接。设置参数Matrix2在Post Processing子菜单下，Turns栏中全部改为15Branches全部改为3每