Maxwell軟件是一款工業(yè)電磁軟件，可以用來分析3D和2D電磁和機電設備，軟件有著極強的仿真功能，對復雜的設計進行分析，使其簡單化，提出電機集成解決方法。

軟件介紹

Maxwell軟件是一款低頻磁場求解器，為用戶提供電磁場分析工具，可以用這款軟件去進行各種機電設備的電磁場設計分析工作，軟件為用戶提供了一個電機集成解決方案，軟件中包含一個二維瞬態(tài)解算器和一個更好的、更快的通用網(wǎng)格化，可以為電動機設計提供更高的準確度和速度。Maxwell 19的最新版本中，還可完美模擬制造工藝對電工鋼的影響。

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軟件特色

1、對電機集成解決方案

為電機設計段,ANSYS RMxprt提供了一個完整的解析解室內(nèi)永磁(IPM)拓撲中最受歡迎的混合動力和電動汽車。 包括改善嚙合的ANSYS Maxwell 的二維瞬態(tài)解算器和一個更好的、更快的通用網(wǎng)格化。網(wǎng)格技術可在τ為電機二維斷面;它提供了一個更高質(zhì)量的網(wǎng)格進行更快速的復雜模型。 它還提供了自動愈合骯臟的模型。 一個小說網(wǎng)創(chuàng)建相同的網(wǎng)格偽克隆為對稱的電動機設計增加的準確度和速度的解決方案。  Maxwell三維磁瞬態(tài)分析是加速與HPC功能使用多核,共享內(nèi)存仿真。

2、先進的磁滯模型

ANSYS Maxwell 最先進的材料建模結合在低頻模擬空間。 矢量磁滯模型可以分析硬材料矯頑力大,適合分析磁化和退磁的永久磁鐵。 這種能力至關重要,因為它提供了更好的精度在字段計算設備(機器、變壓器)。

一個關鍵的特性在ANSYS Maxwell V16是能夠生成高保真度,降階模型的有限元解決方案用于ANSYSSimplorer,多域系統(tǒng)仿真軟件ANSYS。 此功能創(chuàng)建一個強大的電磁基礎設計流程,使您可以結合復雜的電路與準確的組件模型從Maxwell設計完整的高性能機電、機械電子和電力電子系統(tǒng)。

磁場配方

.........有各種變分電磁場公式使用FEA來數(shù)值求解麥克斯韋方程。 當選擇在FEA中實施的正確配方時，需要進行特殊的數(shù)學處理，以避免非物理解決方案并提供數(shù)值穩(wěn)定性和計算效率。 本應用簡介描述了ANSYS Maxwell中使用的配方基礎。

ANSYS Maxwell磁場配方建立在Maxwell方程的基礎上，從基本的場方程開始

其中E是電場強度，B是磁通密度，H是磁場強度，J是電流密度。 顯然，這些方程與兩個電場的本構材料方程一起考慮為E = f（J），磁場為B = f（H）。

這些方程的數(shù)值解基于TQ公式，其中Q是基于節(jié)點的磁標量勢，在整個解域中定義，T是基于邊緣的電矢量勢，僅在導電渦流區(qū)域中定義。

這種配方有幾個優(yōu)點：

·由于利用邊緣元素來模擬源組件和感應渦流，避免非物理解決方案

·計算效率高，因為在非導電區(qū)域中，僅使用標量勢

·數(shù)值穩(wěn)定性，因為無需測量即可獲得獨特的解決方案

在T-Q公式中，允許使用標量勢的關鍵是解決方案域必須是單一連接的。在渦電傳導區(qū)域中，場H由電矢量電勢T和磁勢電勢Q兩者描述，電矢量電勢T的卷曲是感應渦流密度。在源極導體區(qū)域中，場H由施加的源場Hp和磁標量勢Q描述，其中Hp的卷曲是源電流密度J.在非源極，非渦流導體區(qū)域，因為VxH = 0任何梯度的卷曲和卷曲總是為零，那么只要域是單個連接的，H就可以用磁標量勢的梯度來表示。

要使域單連接，您需要引入一個切口，以便安培定律可以相對于切割區(qū)域中的T保持。這意味著在非導通切割區(qū)域中，即使沒有電流，場H也由Q和T描述，而不僅僅由Q單獨描述。

因此，對于具有多個連接域的T-Q配方，您可以識別非導電切割域。在ANSYS Maxwell中，基于自動識別自動完成剪切域生成的過程。

要使域單連接，您需要引入一個切口，以便安培定律可以相對于切割區(qū)域中的T保持。這意味著在非導通切割區(qū)域中，即使沒有電流，場H也由Q和T描述，而不僅僅由Q單獨描述。

因此，對于具有多個連接域的T-Q配方，您可以識別非導電切割域。在ANSYS Maxwell中，基于自動識別自動完成剪切域生成的過程。

樹和cotree算法的結果（圖2）。

案例研究本案例研究說明了在帶阻尼器的三相同步發(fā)電機中自動創(chuàng)建單相繞組的切割域。

單相繞組為棕色（圖3），由一層元件表示的自動識別切口為藍色。采取優(yōu)勢 -周期性邊界條件的tage，只有四分之一的模型。對于具有感應渦流的阻尼器，自動識別總共16個切口，其精確匹配16個孔的數(shù)量;即使一個孔被主/從邊界切成兩半

當剛性運動涉及磁瞬態(tài)分析時，兩個獨立的

在移動部件的任意位移之后，凹陷網(wǎng)必須連接在一起。 為了獲得最大的靈活性，不合格的網(wǎng)格用于耦合（圖5）。 這意味著每個節(jié)點的標量電位，即從耦合表面上每個邊緣的矢量場，必須映射到主耦合表面上，以消除從屬表面上的所有未知數(shù)。

對于映射矢量場，將從屬邊緣變量相對于主網(wǎng)格的軌跡分割的過程，同時保留有效的切割 -

域名非常復雜。 為了克服這個困難，引入了一種分離技術，將每個產(chǎn)生的切割限制在

ary或移動部件沒有穿過耦合接口。 結果，完全避免了映射矢量場的過程，并且僅耦合中涉及基于節(jié)點的標量勢。

建立電機模型

1、打開ANSYS workbench，并從軟件左邊拖拽一個RMxprt分析模塊到右側活動窗口，隨后雙擊Setup進入ANSYS電氣分析模塊。

2、在軟件左側項目管理的窗格內(nèi)，右鍵點擊RMXprtDesign1并在彈出的對話框中選擇感應電機。

3、隨后單機頁面上的添加求解步驟按鈕，按下圖所示設置電機的相關額定參數(shù)。

4、雙擊左側項目欄中的Machine分支，如退所示設置電機的一些基本信息

5、雙擊左側任務欄里的Stator分支，俺如果所示設置定子參數(shù)，隨后雙擊Stator目錄下的Slot項目，在彈出的菜單欄中取消勾選Autodesign，隨后再次雙擊SLot分支，如圖所示設置定子相關參數(shù)。

6、雙擊左側項目欄中Stator分支下的Winding，如下圖所示對電機定子繞組進行參數(shù)設置

7、接下來同理先雙擊Rotor進行轉子參數(shù)設置，雙擊Rotor Slot進行轉子槽設計，雙擊Winding進行轉子繞組設計

8、雙擊左側任務欄中的Shaft，對電機軸的參數(shù)進行設定

完成以上電機參數(shù)設置后可以選擇頁面上的Validate按鈕進行參數(shù)檢查，沒有問題的話可以保存，隨后點擊選項欄里的Analyze All 和 Solution Data，可以查看點擊查看所構造點擊的一些基本參數(shù)。查看完畢之后可以關閉本頁面回到ANSYS workbench主頁面。

模型有限元怎么分析

Step1：在workbench中雙擊RMxprt模塊中的Solution按鈕，進入點擊電磁場分析界面

Step2：右鍵左側項目欄Analysis欄目下中的Setup1選項，并選擇“create Maxwell Design”，在彈出中的對話框中選擇“Maxwell 2D Design”，并點擊確定按鈕。

Step3：鼠標框選點擊的所有部分，右鍵菜單欄中選擇“Assign Excitation”中的“Set Eddy Effect”，并為所有的導條選擇“Eddy Effect”選項。

Step4：點擊工具欄上的Solution Setup，隨后按下圖所示進行仿真設置。并點擊“Add to list”，之后再次點擊"validate"

Step5：如圖所示，在左側任務欄“Field Overlay”欄中按下列操作分別添加相應的分析域

Step6：如圖所示，在左側工具欄中添加相應的結果分析對象

Step7：點擊“analyze All”之后系統(tǒng)會開始進行計算，同事點擊任務欄中相應的分析對象就可以查看實時運算的結果了

包含磁場

1、包含剛性運動的瞬態(tài)磁場

2、渦流場

3、靜磁場

4、靜電場

5、直流傳導場

6、瞬態(tài)電場

7、用于電機和變壓器設計的專家設計模塊

8、ANSYS Simplorer Entry（電路和系統(tǒng)仿真）