maxwell后处理永磁体退磁仿真步骤及设置讲课稿
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MAXWELL 3D 12。
0BASIC EXERCISES1. 静电场问题实例:平板电容器电容计算仿真 (1)2. 恒定电场问题实例:导体中的电流仿真 (5)3. 恒定磁场问题实例:恒定磁场力矩计算 (10)4。
参数扫描问题实例:恒定磁场力矩计算 (15)5. 恒定磁场实例:三相变压器电感计算 (23)6. 永磁体磁化方向设置:局部坐标系的使用 (33)7. Master/Slave边界使用实例:直流无刷电机内磁场计算 (39)8. 涡流场分析实例 (46)9. 涡流场问题实例:磁偶极子天线的近区场计算 (54)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。
maxwell电机仿真实例1.介绍Maxwell电机仿真的背景和意义Maxwell电机仿真是一种通过计算机软件模拟电机工作原理和性能的技术。
随着电机设计和制造水平的不断提升,对电机性能和效率的要求也越来越高,因此精确的电机仿真技术变得越来越重要。
Maxwell是一款由ANSYS公司开发的电磁场仿真软件,广泛应用于电机设计和优化领域。
通过Maxwell电机仿真,可以准确地预测电机的性能指标,优化电机结构和参数,提高电机的效率和性能。
2. Maxwell电机仿真的原理和方法Maxwell电机仿真的原理是基于有限元分析方法。
有限元分析是一种数值分析方法,通过将电机结构离散为有限数量的小单元,建立数学模型,然后利用计算机进行求解,得到电机的电磁场分布、电磁力和转矩等物理量。
Maxwell软件提供了丰富的建模工具和分析功能,可以对不同类型的电机进行精确的仿真和优化。
Maxwell电机仿真的方法包括建模、网格划分、材料定义、边界条件设定、求解和后处理。
首先需要根据电机的结构和电磁特性建立三维模型,然后进行网格划分,将电机结构离散为有限数量的单元。
接着需要定义电机材料的磁导率、电导率和损耗特性,设定电机的边界条件,如气隙边界、绕组等。
然后对电机进行求解,得到电磁场分布、磁场激励、电磁力和转矩等物理量。
最后进行后处理,分析电机的性能指标,如效率、功率因素、损耗等,优化电机的结构和参数。
3. Maxwell电机仿真的应用领域Maxwell电机仿真广泛应用于各类电机的设计和优化领域。
具体包括以下几个方面:(1)电机性能分析和预测:Maxwell电机仿真可以对不同类型的电机进行精确的仿真和分析,预测电机的性能指标,如电磁力、转矩、磁场分布等。
通过仿真可以发现电机存在的问题和不足,提出改进措施。
(2)电机结构优化:Maxwell电机仿真可以对电机的结构和参数进行优化,找到最优的设计方案。
可以改变电机的绕组形式、气隙间隙、磁路长度等参数,以提高电机的效率和性能。
基于普锐斯2004的maxwell仿真案例
普锐斯2004是一款具有优秀设计性能的永磁电机,经常被电机设计分析软件用来作为设计案例来验证其软件的实用性和科学性。
以下是一个基于普锐斯2004的Maxwell 仿真案例:
1.建立模型:首先,使用Maxwell软件建立普锐斯2004的电机模型。
该模型应该包括电机的所有主要部件,如定子、转子、轴承等。
此外,还需要定义电机的物理参数,如材料属性、尺寸等。
2.设定边界条件:根据电机的实际运行环境,设定模型的边界条件。
例如,如果电机在封闭的环境中运行,可能需要设定封闭的边界条件;如果电机暴露在空气中,则需要设定开放的边界条件。
3.运行仿真:在模型和边界条件设定完成后,运行仿真。
仿真过程通常包括电机的稳态和动态分析。
稳态分析主要关注电机的电阻、电感等参数;动态分析则关注电机的动态行为,如转矩、电流等。
4.结果分析:仿真完成后,需要分析仿真结果。
这包括查看电机的性能曲线、转矩波动、损耗等参数。
通过与实验结果的比较,可以验证仿真模型的准确性和有效性。
5.优化和改进:根据仿真结果的分析,对模型进行优化
和改进。
这可能包括改变电机的设计参数、优化材料属性等。
通过不断的优化和改进,可以提高电机的性能和效率。
总之,基于普锐斯2004的Maxwell仿真案例是一个复杂的过程,需要综合考虑电机的设计、材料属性、运行环境等多个因素。
通过仿真和实验的结合,可以深入了解电机的性能和行为,为电机的优化和改进提供有力支持。
说明:部分操作因版本不同存在差异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(静电的)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(计划,分配)>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 (矩阵)> 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(传导))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。
从零开始3Dmaxwell磁场仿真之建模从零开始学习3D MAXWELL之建模1,教程概要2,MAXWELL软件建模3,外部设计导入4,注意事项一,教程概要1,为什么是maxwell?ansoft maxwell(ansoft maxwell EM)是一种工业应用中的电磁软件,是电磁场分析软件,ANSOFT制作发行于2003年。
工业应用中的电磁元件,如传感器,调节器,电动机,变压器都可以利用maxwell仿真电磁场方面的问题,自带的电机仿真模块更是行业的标杆。
2,为什么是maxwell 3D?Maxwell 3D有向导式的用户界面、精度驱动的自适应剖分技术和强大的后处理能力使Maxwell 3D成为业界最佳的高性能三维电磁设计软件。
Maxwell 3D可以分析涡流、位移电流、集肤效应和邻近效应等具有不可忽视作用的影响,可以得到电机、母线、变压器、线圈等电磁部件的整体特性。
而且功率损耗、线圈损耗、某一频率下的阻抗(R和L)、力、转矩、电感、储能等参数可以自动计算,同时也可以给出整个相位的磁力线、B和H分布图、能量密度、温度分布等图形结果。
并且3D结构更具有直观性,可以清晰的向其他人分享自己的设计,能够更加生动的向人展示整个使用过程中的电磁变化。
3,使用maxwell自带的命令还是外部导入?对于结构简单的器件,建议直接使用maxwell自带的命令建立模型,这样得到的模型会减少剖分和处理的时间,提高仿真的效率。
但是对于结构复杂的器件,自带的命令很难/或是需要耗费很多的时间来建立模型,这样可以使用solidworks或是proe等三位软件直接建立模型后转成maxwell可以接受的模型并导入设计。
这样可以节省时间。
但是如果模型中有很多圆弧倒角和小尺寸的细节部分,会导致仿真时间的增加。
二,maxwell软件建模1,画线命令‐‐‐画直线命令:直线/曲线/圆弧/公式曲线。
这些操作都是所见即所得,很简单,只有公式曲线输入稍有困难。
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。
Maxwell软件—永磁同步电机的分析Ansoft Maxwell 简介•Ansoft公司的Maxwell 是一个功能强大、结果精确、易于使用的二维/三维电磁场有限元分析软件。
包括静电场、静磁场、时变电场,时变磁场,涡流场、瞬态场和温度场计算等,可以用来分析电机、传感器、变压器、永磁设备、激励器等电磁装置的静态、稳态、瞬态、正常工况和故障工况的特性。
Ansoft仿真步骤选择求解器类型电常数,磁导率等)设置激励源和边界条件Create the StatorCreate the RotorCreate the MagnetsCreate the WindingsSTATIC ANALYSISNo Load Study •Apply MeshOperationsApply Torque computationAdd an Analysis SetupTorque valueFull Load StudyApply Excitations•1500 A to PhaseA•-750 A to PhaseB•-750 A to PhaseC.Inductance computationAnalyseTorque valueDYNAMIC ANALYSISAssign MovementCreate Quick Report•The torque value is around 240 N.m. This value is compatible with measurement.•The peak torque for this motor is about 400 N.mFlux linkage versus TimeInduce Voltage versus Time。
m a x w e l l后处理永磁体退磁仿真步骤及设
置
1、 正确建立电机模型,并加额定负载运行。
2、 在永磁体外弧画一条与永磁体外弧一致的曲线如图1。
3、在后处理中设置如图2。
其中Polhline1为上步中画线的名称。
3、 得到的曲线如图3。
0.00
50.00
100.00
150.00200.00225.00
Distance [mm]
300.00
350.00400.00450.00500.00550.00600.00650.00700.00750.00M a g _H [k A _p e r _m ]
IN_10015B_j
XY Plot 1
Curve Info
max Mag_H Setup1 : Transient Time='0ns'
705.5968
4、求解永磁体平均磁场强度。
在后处理中设置。
第一栏是选择要分析的量,mag H(B/J) 磁场强度,磁感应强度,电流密度的绝对值大小用来画云图的,H(B/J) Vector为它们的矢量,用来画矢量图。
后面几项没有用过,不知道具体干什么用的。
第二栏是画图所用的几何模型,比如surface xy就是在xy片面上话图。
Volume –all就是在所有的体上画图。
Animsurf xy则是在xy平面做动画。
注意,一些量不能在体上显示,如果选择体,会弹出警告。
第三栏是所显示的为哪个组件上的H(B/J)的值。
画出的云图和矢量图可以通过双击颜色标度栏,打开并设置一些显示参数,包括取值范围,颜色,箭头的大小和密度等,以大到最好的显示效
果。
Plot—〉Visibility可以控制当前显示的内容。
Plot—〉Delete 删除已经建立出的后处理表达式。
还可以通过 Plot—〉save as将化出的云图保存为.dsp 文件。
Plot—〉field的操作比较简单,但是它只能给出最基本的几个量,局限性比较大。
用Calculator 可以实现它里面所有的功能,而且可以扩展到其它的量的计算。
下面具体介绍一下Calculator中各个按钮的作用。
把显示区域当作一个堆栈来操作。
最上为栈顶,最下为栈底。
Push:将当前栈顶信息重行操作一遍,放在栈顶。
Pop:将栈顶操作出栈。
RlDn:将栈内的操作向下循环。
RlUp:将栈内的操作向上循环。
Exch:将栈顶的两条语句交换位置。
Clear:清空栈内的内容。
Undo:撤销操作。
Input:输入,获得一些基本的数据。
Qty:一些基本的计算结果,包括B、H、J、能量等;
Geom:几何形状。
包括点、线、面、体。
这些元素一方面可以是前处理建模时候形成的,也可以根据需要,通过后处理器中的Geometry中相关选项创建。
、C,及一些单位转换时候所差的系数。
Const:一些常数。
比如
Num:输入的数字。
Func:一些公式。
Read:从之前保存的数据中读取,一般为.reg文件。
General:一般的操作,包括加减乘除、求反、求绝对值、平滑(smooth)、规定取数值的范围(Domain)。
Scalar:对标量的操作。
Vec? 将标量转化为矢量的x,y,z值。
其它的很容易理解,这是Iso我也不是很明白它是什么意思。
Vector:对矢量的操作。
Scal?将矢量的一个分量作为标量计算。
Matl…将矢量乘或者除以一个电导率和磁导率。
Mag 取矢量的模。
Dot /Cross 点乘和叉乘
Divg/Curl 散度和旋度
Tangent 某一点的矢量值在切线方向上的投影
Normal 某一点的矢量值面的法向上的投影。
Unit Vec?这个我也没有搞清楚
Output 输出
Draw 画出在后处理器中创建的几何模型
Plot 画出calculator中存贮的在点线面体上的值。
首先求出你需要画图的值,比如洛仑兹力密度用F=BxJ,如果画云图然后smooth命令来
改善一下显示的效果,再在Geom中选择要显示出计算值的几何模型。
然后Plot就好。
可以画出来的量有:1、面和体上的标量;2、面上的矢量;
3、3维线上的标量和矢量;
4、点上的标量和矢量。
Anim 动画制作,主要用在瞬态计算里面。
2D plot 一般用来画出一条线上的标量值。
横轴为先段上点到该线段起点的距离,纵轴为要求得值。
比如要知道电流沿导体厚度的分布规律时,可以沿导体厚度创建一条线,然后取得电流密度,2DPlot就可以画出电流密度随厚度的变化曲线。
Value 取得一系列的值,比如可以将上面例子中的点的坐标和对应的电流密度值对应起来,然后通过write命令写入到一个.reg文件中。
方便对数据进行其它的分析,例如和理论值比较等。
Eval 对直接能得出一个常量的公式求出其结果。
例如电流密度对一个面积分,就得到其电流。
现Qry-〉J,Geom-〉surface …, ,eval。
就能得到结果。
Write 将结果写入文件。
Export 将数据导出,可以根据已经存有坐标的文件,到坐标相对应的值或者按栅格导出,即先将一个面划分成许多方形的小格子,导出格子每个顶点处对应的值。
首先选择你要导出的量,然后根据需要选择。
为清楚以图例说明本例的具体设置:
1 2
3 4
5 6
7 整体公式如图。
5、得到的永磁体平均磁场强度如图。
总结:由图和图结果可知磁场强度分别为705kA/m和650kA/m。
若大于永磁体材料的矫顽力,则整体不会发生永磁体不可逆退磁。