手把手教您 Ansoft Maxwell 工程仿真实例

maxwell电机仿真实例Maxwell电机仿真是一种通过计算机模拟电机运行过程的技术，可以帮助工程师和设计师更好地了解电机的性能和特性。

在本文中，我们将介绍Maxwell电机仿真的基本原理和方法，并通过一个实例来演示如何使用Maxwell软件进行电机仿真。

1. Maxwell电机仿真的基本原理Maxwell电机仿真是基于有限元分析的电磁场仿真技术，通过数值计算的方法来模拟电机内部的电磁场分布、磁通密度、电流密度等参数，从而预测电机的性能和特性。

在Maxwell电机仿真中，会考虑电机的几何结构、材料特性、电流载荷等因素，并通过建立数学模型来描述电机的运行过程。

2. Maxwell电机仿真的方法Maxwell电机仿真主要有以下几种方法：（1）建立电机模型：首先需要对电机的几何结构进行建模，包括定子、转子、绕组等部分，然后确定电机的材料特性、电流载荷等参数。

（2）求解电磁场分布：利用有限元分析方法，求解电机内部的电磁场分布，可以得到磁通密度、电流密度等参数。

（3）计算电机性能：根据电磁场分布，计算电机的特性参数，包括转矩、功率、效率等。

（4）优化设计：通过改变电机的结构、材料、绕组等参数，来优化电机的性能和特性。

3. Maxwell电机仿真的实例为了更好地演示Maxwell电机仿真的方法和应用，我们选取了一个简单的交流电机作为实例，通过Maxwell软件对其进行仿真分析。

3.1交流电机的建模首先需要对交流电机的几何结构进行建模，包括定子、转子、绕组等部分。

在Maxwell软件中，可以通过CAD工具来绘制电机的几何结构，然后指定材料特性、绕组参数等。

3.2电磁场分布的求解在建立好电机模型后，利用Maxwell软件进行电磁场分布的求解。

通过有限元分析方法，可以得到电机内部的磁通密度、电流密度等参数，从而了解电机的工作状态。

3.3电机性能的计算根据电磁场分布，可以计算电机的性能参数，包括转矩、功率、效率等。

maxwell电机仿真实例Maxwell电机仿真是电机设计和分析的重要工具，它能够帮助工程师快速准确地评估电机的性能，节省了大量的实验和设计成本。

本文将以一台直流电机为例，介绍Maxwell电机仿真的具体步骤和方法，并分析仿真结果，最后总结电机仿真的优势和应用价值。

1.电机的基本结构和工作原理直流电机是一种将电能转化为机械能的设备，它由定子和转子两部分组成。

定子上有绕组，在外加电压的作用下产生磁场，转子上有导体，当定子电流通过后转子受到磁力的作用而旋转。

当转子旋转时，通过与机械负载的连接可以进行功的转换。

2. Maxwell电机仿真的基本原理在进行Maxwell电机仿真时，首先需要建立电机的几何模型。

Maxwell可以通过导入CAD文件或手动建立几何模型来进行仿真。

然后需要定义材料特性和绕组参数，包括定子和转子的材料特性，绕组的线材材料、截面积和匝数等。

在建立完电机的几何模型和定义完材料特性后，可以进行电磁场仿真和热仿真，从而得到电机的性能参数和工作状态。

3. Maxwell电机仿真的具体步骤（1）建立几何模型在Maxwell中，可以通过导入CAD文件或手动建立几何模型来建立电机的几何结构。

在建立几何模型时，需要考虑到电机的细节结构，如绕组的匝数、绕组连接方式、转子的永磁体分布等。

（2）定义材料特性在Maxwell中，材料特性是进行仿真的基础。

需要为定子和转子分别定义材料特性，包括磁导率、电导率等参数。

对于绕组材料，需要定义其磁特性和电阻率等参数。

（3）定义边界条件和激励条件在进行电磁场分析时，需要定义边界条件和激励条件。

边界条件包括定子和转子的外形边界条件、绕组的通流条件等；激励条件包括外加电压、磁体的磁场分布等。

通过定义边界条件和激励条件，可以对电机的电磁场进行分析。

（4）进行电磁场分析在定义了几何模型、材料特性、边界条件和激励条件后，可以进行电磁场分析。

Maxwell可以计算电机的磁场分布、磁通密度、电磁力等参数。

【最新整理，下载后即可编辑】Ansoft Maxwell 14 仿真一个实例首先是建立一个RMxprt文件，选择电机类型为下图的Line-StartPermanent-MagnetSynchronous Motor接下来就是输入参数了：这个我想大家肯定都知道怎么输入参数，只要在左边工程栏双击相应的对象就可以弹出这些参数的输入对话框，现分别将这些参数以图片的形式展示如下，只要按照下面的参数输入即可在这里磁钢材料NTP264H是要自己定义的，可能你有疑问，这个Danper是怎么出来的，嗯，只要右键”Rotor’ ,选择Insert Danper，就可以了所有参数输入完毕，现在要定义个求解设置，右键“Analysis”添加一个setup，这个就是模型了绕组的连接如下求解结果好了，现在只要一键导入到maxwell14 2D瞬态场里去分析即可，右键Analysis setup 的creat Maxwell design ，auto setup 要打勾导入模型如图，是1/4模型因为是1/4模型，所以要设置一个Symmetry Multiplier ，右键”model”,就可以看到，设置如下现在我们做电机在零负载转矩的起动：点击“model”的树，将其展开，双击Motion setup 作如下设置为了得到，更好的仿真图像，我们还需设置一下，仿真时间，双击Solve setup 作如下设置可以进行求解仿真了，，赶紧试试吧一下就是在零负载转矩的情况下的得出的各种起动时间图，注意哦，横轴的时间单位是毫秒（ms）做完了以上的仿真，我们还想做一个电机在额定负载下的起动过程，很简单，你把上面的文件复制一下，然后改一下名称，结果如图然后双击负载的那个，只要改一个参数就可以，要改的参数，在motion setup 里（上面有提到过的）将load Torque 设置成如下就可以，然后开始让电脑开始仿真（Analys all）结果的图如下。

Ansoft Maxwell 14 仿真一个实例首先是建立一个RMxprt文件，选择电机类型为下图的Line-StartPermanent-MagnetSynchronous Motor接下来就是输入参数了：这个我想大家肯定都知道怎么输入参数，只要在左边工程栏双击相应的对象就可以弹出这些参数的输入对话框，现分别将这些参数以图片的形式展示如下，只要按照下面的参数输入即可在这里磁钢材料NTP264H是要自己定义的，可能你有疑问，这个Danper是怎么出来的，嗯，只要右键”Rotor’ ,选择Insert Danper，就可以了所有参数输入完毕，现在要定义个求解设置，右键“Analysis”添加一个setup，这个就是模型了绕组的连接如下求解结果好了，现在只要一键导入到maxwell14 2D瞬态场里去分析即可，右键Analysis setup 的creat Maxwell design ，auto setup 要打勾导入模型如图，是1/4模型因为是1/4模型，所以要设置一个Symmetry Multiplier ，右键”model”,就可以看到，设置如下现在我们做电机在零负载转矩的起动：点击“model”的树，将其展开，双击Motion setup 作如下设置为了得到，更好的仿真图像，我们还需设置一下，仿真时间，双击Solve setup 作如下设置可以进行求解仿真了，，赶紧试试吧一下就是在零负载转矩的情况下的得出的各种起动时间图，注意哦，横轴的时间单位是毫秒（ms）做完了以上的仿真，我们还想做一个电机在额定负载下的起动过程，很简单，你把上面的文件复制一下，然后改一下名称，结果如图然后双击负载的那个，只要改一个参数就可以，要改的参数，在motion setup里（上面有提到过的）将load Torque 设置成如下就可以，然后开始让电脑开始仿真（Analys all）结果的图如下。

Ansys（Ansoft）MaxwellRMxprt电机仿真入门详细教程最近课题需要使用ANSYS对三相交流感应电机进行一些仿真，关于ANSYS分析的资料网上很多，但感觉对于新手来说最麻烦和最艰难的还是刚开始那个阶段。

之前在网上搜索了一下感觉也没有非常傻瓜的入门教程，后来在外网上找到一个不错的教程（电机建模，电机分析），在这里以文字的方式进行分析总结一下。

在教程中使用的ANSYS版本是18.2，因为需要进行电磁仿真，所以还需要另外安装相应版本的Ansys Electronics Suite。

才能使用教程中的Maxwell和RMxprt模块。

接下来对整个步骤做一下详细的说明。

整个分析过程主要包括两部分：（1）在RMxprt快速建立三相交流电机的仿真模型（2）对模型进行分析（1）建立电机模型Step1：打开ANSYS workbench，并从软件左边拖拽一个RMxprt分析模块到右侧活动窗口，随后双击Setup进入ANSYS电气分析模块。

Step2：在软件左侧项目管理的窗格内，右键点击RMXprtDesign1并在弹出的对话框中选择感应电机。

Step3：随后单机页面上的添加求解步骤按钮，按下图所示设置电机的相关额定参数。

Step4：双击左侧项目栏中的Machine分支，如退所示设置电机的一些基本信息Step5：双击左侧任务栏里的Stator分支，俺如果所示设置定子参数，随后双击Stator目录下的Slot项目，在弹出的菜单栏中取消勾选Autodesign，随后再次双击SLot分支，如图所示设置定子相关参数。

Step6：双击左侧项目栏中Stator分支下的Winding，如下图所示对电机定子绕组进行参数设置Step7：接下来同理先双击Rotor进行转子参数设置，双击Rotor Slot进行转子槽设计，双击Winding进行转子绕组设计Step8：双击左侧任务栏中的Shaft，对电机轴的参数进行设定Step9：完成以上电机参数设置后可以选择页面上的Validate按钮进行参数检查，没有问题的话可以保存，随后点击选项栏里的Analyze All 和 Solution Data，可以查看点击查看所构造点击的一些基本参数。

---------------------考试---------------------------学资学习网---------------------押题------------------------------MAXWELL 3D 12.0BASIC EXERCISES1. 静电场问题实例：平板电容器电容计算仿真 (2)2. 恒定电场问题实例：导体中的电流仿真 (4)3. 恒定磁场问题实例：恒定磁场力矩计算 (8)4. 参数扫描问题实例：恒定磁场力矩计算 (12)5. 恒定磁场实例：三相变压器电感计算 (21)6. 永磁体磁化方向设置：局部坐标系的使用 (32)7. Master/Slave边界使用实例：直流无刷电机内磁场计算 (38)8. 涡流场分析实例 (45)9. 涡流场问题实例：磁偶极子天线的近区场计算 (53)10. 瞬态场实例：TEAM WORKSHOP PROBLEM 24 (59)1. 静电场问题实例：平板电容器电容计算仿真平板电容器模型描述：上下两极板尺寸：25mm×25mm×2mm，材料：pec（理想导体）介质尺寸：25mm×25mm×1mm，材料：mica（云母介质）激励：电压源，上极板电压：5V，下极板电压：0V。

要求计算该电容器的电容值1.建模（Model）Project > Insert Maxwell 3D DesignFile>Save as>Planar Cap（工程命名为“Planar Cap”）选择求解器类型：Maxwell > Solution Type> Electric> Electrostatic创建下极板六面体Draw > Box（创建下极板六面体）下极板起点：（X,Y,Z）>（0, 0, 0）坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（25, 25,0）坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（0, 0, 2）将六面体重命名为DownPlateAssign Material > pec（设置材料为理想导体perfect conductor）创建上极板六面体Draw > Box（创建下极板六面体）上极板起点：（X,Y,Z）>（0, 0, 3）坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（25, 25,0）坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（0, 0, 2）将六面体重命名为UpPlateAssign Material > pec（设置材料为理想导体perfect conductor）创建中间的介质六面体Draw > Box（创建下极板六面体）介质板起点：（X,Y,Z）>（0, 0, 2）坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（25, 25,0）坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（0, 0, 1）将六面体重命名为mediumAssign Material > mica（设置材料为云母mica，也可以根据实际情况设置新材料）创建计算区域（Region）Padding Percentage：0%忽略电场的边缘效应（fringing effect）电容器中电场分布的边缘效应2.设置激励（Assign Excitation）选中上极板UpPlate,Maxwell 3D> Excitations > Assign >V oltage > 5V选中下极板DownPlate,Maxwell 3D> Excitations > Assign >V oltage > 0V3.设置计算参数（Assign Executive Parameter）Maxwell 3D > Parameters > Assign > Matrix > V oltage1, V oltage2 4.设置自适应计算参数（Create Analysis Setup）Maxwell 3D > Analysis Setup > Add Solution Setup最大迭代次数：Maximum number of passes > 10误差要求：Percent Error > 1%每次迭代加密剖分单元比例：Refinement per Pass > 50%5. Check & Run6. 查看结果Maxwell 3D > Reselts > Solution data > Matrix电容值：31.543pF32. 恒定电场问题实例：导体中的电流仿真恒定电场：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）V oltage 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??J?0。

1. 静电场问题实例：平板电容器电容计算仿真平板电容器模型描述：上下两极板尺寸：25mm×25mm×2mm，材料：pec（理想导体）介质尺寸：25mm×25mm×1mm，材料：mica（云母介质）激励：电压源，上极板电压：5V，下极板电压：0V。

要求计算该电容器的电容值1.建模（Model）Project > Insert Maxwell 3D DesignFile>Save as>Planar Cap（工程命名为“Planar Cap”）选择求解器类型：Maxwell > Solution Type> Electric> Electrostatic创建下极板六面体Draw > Box（创建下极板六面体）下极板起点：（X,Y,Z）>（0, 0, 0）坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（25, 25,0）坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（0, 0, 2）将六面体重命名为DownPlateAssign Material > pec（设置材料为理想导体perfect conductor）创建上极板六面体Draw > Box（创建下极板六面体）上极板起点：（X,Y,Z）>（0, 0, 3）坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（25, 25,0）坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（0, 0, 2）将六面体重命名为UpPlateAssign Material > pec（设置材料为理想导体perfect conductor）创建中间的介质六面体Draw > Box（创建下极板六面体）介质板起点：（X,Y,Z）>（0, 0, 2）坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（25, 25,0）坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（0, 0, 1）将六面体重命名为mediumAssign Material > mica（设置材料为云母mica，也可以根据实际情况设置新材料）创建计算区域（Region）Padding Percentage：0%忽略电场的边缘效应（fringing effect）电容器中电场分布的边缘效应2.设置激励（Assign Excitation）选中上极板UpPlate,Maxwell 3D> Excitations > Assign >Voltage > 5V选中下极板DownPlate,Maxwell 3D> Excitations > Assign >Voltage > 0V3.设置计算参数（Assign Executive Parameter）Maxwell 3D > Parameters > Assign > Matrix > Voltage1, Voltage2 4.设置自适应计算参数（Create Analysis Setup）Maxwell 3D > Analysis Setup > Add Solution Setup最大迭代次数：Maximum number of passes > 10 误差要求：Percent Error > 1%每次迭代加密剖分单元比例：Refinement per Pass > 50%5. Check & Run6. 查看结果Maxwell 3D > Reselts > Solution data > Matrix电容值：31.543pF2. 恒定电场问题实例：导体中的电流仿真恒定电场：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。

电磁场仿真作业
问题：利用Ansoft maxwell 14进行变压器的仿真模拟，并且利用有限元方法对其进行剖分，求解磁感应强度B。

1、打开ansoft软件，新建工程。

2、用maxwell进行3D作图，如下图所示。

①首先绘制磁芯，如下图可以看到U型薄片。

②从上面菜单选择Draw\Sweep\Along Vector，构成立体图形。

③选中磁芯，在左下方的属性栏中修改物体的材质，选中铁氧体（ferrite）
④绘制绕组，先画出轮廓线。

⑤做矩形，在菜单栏中选择Draw\Sweep\Along path，绘制绕组，并且选择材料为铜copper。

⑥选中磁芯绕组最好绘制的矩形，做镜像复制。

再平移，完成变压器磁铁和绕组的绘制，如下图所示。

3、设置边界条件和激励源。

①建立有限元分析的边界，如下图所示。

②对绕组电流进行赋值，设置为8A。

4、用菜单栏，设置求解参数，3D仿真较慢，可以适当降低求解误差。

然后按叹号进行仿真。

5、仿真结果
①对绕组进行剖分单元，如下图所示
②对磁铁部分进行剖分分析结果。

④磁感应强度B大小及其分布，仿真图如下图所示。

⑤磁感强度B矢量仿真效果图如下图所示、
⑥剖分各单元参数值。

⑦选择Mag_B就可以看磁密的情况。

Ansoft Maxwell 14 仿真一个实例首先是建立一个RMxprt文件，选择电机类型为下图的Line-StartPermanent-MagnetSynchronous Motor接下来就是输入参数了：这个我想大家肯定都知道怎么输入参数，只要在左边工程栏双击相应的对象就可以弹出这些参数的输入对话框，现分别将这些参数以图片的形式展示如下，只要按照下面的参数输入即可在这里磁钢材料NTP264H是要自己定义的，可能你有疑问，这个Danper是怎么出来的，嗯，只要右键”Rotor’ ,选择Insert Danper，就可以了所有参数输入完毕，现在要定义个求解设置，右键“Analysis”添加一个setup，这个就是模型了绕组的连接如下求解结果好了，现在只要一键导入到maxwell14 2D瞬态场里去分析即可，右键Analysis setup 的creat Maxwell design ，auto setup 要打勾导入模型如图，是1/4模型因为是1/4模型，所以要设置一个Symmetry Multiplier ，右键”model”,就可以看到，设置如下现在我们做电机在零负载转矩的起动：点击“model”的树，将其展开，双击Motion setup 作如下设置为了得到，更好的仿真图像，我们还需设置一下，仿真时间，双击Solve setup 作如下设置可以进行求解仿真了，，赶紧试试吧一下就是在零负载转矩的情况下的得出的各种起动时间图，注意哦，横轴的时间单位是毫秒（ms）做完了以上的仿真，我们还想做一个电机在额定负载下的起动过程，很简单，你把上面的文件复制一下，然后改一下名称，结果如图然后双击负载的那个，只要改一个参数就可以，要改的参数，在motion setup里（上面有提到过的）将load Torque 设置成如下就可以，然后开始让电脑开始仿真（Analys all）结果的图如下。