Ansoft软件Maxwell2D中表贴式永磁同步电机激磁方向的快速设置

Maxwell2D的⼀些说明Maxwell 2D 的⼀些说明⼀、 UDP 的简要说明User Defined Primitives ，“⽤户预定义模型”，即软件为特定的⽤户（电机设计⽤户）预先开发的电机部件模板。

以图1定⼦2D 冲⽚模型为例讲解。

图3给出了⽣成这个模型的UDP 数据。

图1 某定⼦2D 冲⽚模型图3 定⼦槽的UDP 数据从图3可知，定⼦UDP 的模型数据⼤体分为以下⼏类：①标识数据：即前5项数据，这些数据包括1)Command ，表明这个模型是UDP 建⽴的；2)基础坐标系，a) b)图2 两种常⽤的定⼦槽型a) SlotType=2（梨形槽） b)SlotType=3（平底槽）表明UDP模型所在的坐标系；3）DLL Name，即UDP的门类和名称（如SlotCore是带绕线的定转⼦铁⼼，PMCore是带永磁体的定转⼦铁⼼）；4）DLL Location，即UDP所在的库位置。

5）DLL Version即UDP的版本。

②基本尺⼨：包括4项。

1）定⼦的内径（DiaGap，即铁⼼考⽓隙侧直径）；2）定⼦外径（DiaYoke，即铁⼼铁轭侧的直径）; 3)轴向长度Length，仅在3D分析时有效，2D中要把这个数值置零；4）斜槽skew，即定⼦沿着轴向叠⽚，最后⼀块叠⽚与第⼀块叠⽚之间斜过的⾓度。

a)不斜槽skew=0 b)斜槽skew=15deg图4 不斜槽与斜槽的3D模型⽐较③槽型数据：包括槽的个数、槽型、槽的各项尺⼨，以及槽的其他⼀些不常⽤的状态字。

1）槽数Slots。

即沿着圆周分布的槽的个数。

2）槽型SlotType，常⽤的有5~6种槽型，其中SlotType=2,SlotType=3是较为常⽤的槽型，只要合理回避齿部饱和，槽型的选择对电磁性能影响不⼤，仅对电机的嵌线⼯艺和杂散铁耗有差别。

3）槽的各项尺⼨，如图2所⽰，Bs0~Rs各项尺⼨的标注。

槽的尺⼨设计，要服从于定⼦齿的设计，并服从于嵌线的要求。

MAXWELL2D,3D使⽤说明Ansoft Maxwell 2D/3D 使⽤说明⽬录第1章Ansoft 主界⾯控制⾯板简介第2章⼆维(2D)模型计算的操作步骤2、1 创建新⼯程 (2)2、2 选择求解问题的类型 (3)2、3 创建模型(Define Model) (4)2、4 设定模型材料属性(Setup Materials) (6)2、5 设定边界条件与激励源(Setup Boundaries/Sources) (8)2、6 设定求解参数(Setup Executive Parameters) (9)2、7 设定求解选项(Setup Solution Options) (10)2、8 求解(Solve) (10)2、9 后处理(Post Process) (11)2、10 ⼯程应⽤实例 (12)第3章三维(3D)模型计算的操作步骤3、1 建模 (14)3、2 定义材料属性 (17)3、3 加载激励与边界条件 (18)3、4 设置求解选项与求解 (18)3、5 后处理 (18)3、6 补充说明 (18)3、7 例 1 两电极电场计算 (18)3、8 例 2 电压互感器下半部分电场计算 (22)第4章有限元⽅法简介4、1 有限元法基本原理 (28)4、2 有限元⽹格⾃适应剖分⽅法 (29)第1章Ansoft 主界⾯控制⾯板简介在Windows下安装好Ansoft软件的电磁场计算模块Maxwell之后,点击Windows 的“开始”、“程序”项中的Ansoft、Maxwell Control Panel,可出现主界⾯控制⾯板(如下图所⽰),各选项的功能介绍如下。

1、1 ANSOFT介绍Ansoft公司的联系⽅式,产品列表与发⾏商。

1、2 PROJECTS创建⼀个新的⼯程或调出已存在的⼯程。

要计算⼀个新问题或调出过去计算过的问题应点击此项。

点击后出现⼯程控制⾯板,可以实现以下操作:●新建⼯程。

●运⾏已存在⼯程。

Ansoft Maxwell 2D/3D 使用说明目录第1章Ansoft 主界面控制面板简介第2章二维（2D）模型计算的操作步骤2.1 创建新工程 (2)2.2 选择求解问题的类型 (3)2.3 创建模型（Define Model） (4)2.4 设定模型材料属性（Setup Materials） (6)2.5 设定边界条件和激励源（Setup Boundaries/Sources） (8)2.6 设定求解参数（Setup Executive Parameters） (9)2.7 设定求解选项（Setup Solution Options） (10)2.8 求解(Solve) (10)2.9 后处理（Post Process） (11)2.10 工程应用实例 (12)第3章三维（3D）模型计算的操作步骤3.1 建模 (14)3.2 定义材料属性 (17)3.3 加载激励和边界条件 (18)3.4 设置求解选项和求解 (18)3.5 后处理 (18)3.6 补充说明 (18)3.7 例 1 两电极电场计算 (18)第4章有限元方法简介4.1 有限元法基本原理 (22)4.2 有限元网格自适应剖分方法 (23)第1章Ansoft 主界面控制面板简介在Windows下安装好Ansoft软件的电磁场计算模块Maxwell之后，点击Windows 的“开始”、“程序”项中的Ansoft、Maxwell Control Panel，可出现主界面控制面板（如下图所示），各选项的功能介绍如下。

1.1 ANSOFT介绍Ansoft公司的联系方式，产品列表和发行商。

1.2 PROJECTS创建一个新的工程或调出已存在的工程。

要计算一个新问题或调出过去计算过的问题应点击此项。

点击后出现工程控制面板，可以实现以下操作：●新建工程。

●运行已存在工程。

●移动，复制，删除，压缩，重命名，恢复工程。

●新建，删除，改变工程所在目录。

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。

电磁场与电磁兼容-基于Maxwell 2D的实例研讨小组成员：摘要：随着计算机软件技术的发展，越来越多的CAE软件被应用于工业产品的研发中，在这些产品的设计开发过程中发挥着举足轻重的作用。

在电气设备行业，ANSYS公司的ANSOFT MAXWELL软件作为世界知名的商用低频电磁场有限元分析软件已经在业界得到了广泛的应用。

本文所述结合电磁场与电磁兼容课程相关知识，基于Maxwell14.0电磁仿真软件，通过了“尖端放电现象以及尖端尺寸对放电的影响”与“研究永磁同步电机静磁场分布”两个研究论题，着重阐述了利用Maxwell14.0进行2D电磁仿真的基本过程以及通过分析电磁场有关问题的基本方法对所研究论题得出一般性结论。

关键词：尖端放电、永磁同步电机、电磁仿真正文：一、尖端放电现象以及尖端尺寸对放电的影响【原理解释】强电场作用下，物体尖锐部分发生的一种放电现象称为尖端放电，他属于一种电晕放电。

他的原理是物体尖锐处曲率大，电力线密集，因而电势梯度大，致使其附近部分气体被击穿而发生放电。

如果物体尖端在暗处或放电特别强烈，这时往往可以看到它周围有浅蓝色的光晕。

通常情况下，空气是不导电的，但是如果电场特别强，空气分子中的正负电荷受到方向相反的强电场力，有可能被“撕”开，这个现象叫做空气的电离。

由于电离后的空气中有了可以自由移动的电荷，空气就可以导电了，空气电离后产生的负电荷就是负离子，失去原子的电荷带正电，叫做正离子。

（对孤立导体）导体表面有电荷堆积时，电荷密度与导体表面的形状有关。

在凹的部位电荷密度接近零，在平缓的部位小，在尖的部位最大。

当电荷密度达到一定的量值后，电荷产生的电场会很大，以至于把空气击穿（电离），空气中的与导体带电相反的离子会与导体的电荷中和，出现放电火花，并能听到放电声。

【尖端放电的应用】尖端放电在我们的生活中应用广泛，例如：如高压线有轮廓的地方，就会出现尖端放电。

由于接到电源上，它一边放电，一边不停的提供放电需要的电荷，这种放电会持续下去。

Ansoft使用教程作者：crazy pig一、建立工程点击软件打开界面，点击软件界面的快捷键，建立新工程二、加入模块点击菜单Project，当需要建立3D工程的时候，点击下拉菜单的Insert maxwell3D Design；当需要建立2D工程的时候，点击下拉菜单的insert maxwell2d design；当需要建立电机模型的时候，点击下拉菜单的insert Rmxprt design。

三、选择求解器点击菜单maxwell3D，在下拉菜单中选择solution Type，此时弹出对话框如下图所示Magnetic中magnetostatic为静态磁场分析；Eddy current为谐态分析(也叫涡流分析)；Transient为瞬态分析。

Electric中Electrostatic为静态电场分析；DC conduction为直流传导分析；Electric Transient为瞬态分析。

以上各种分析时态有各自的办法，需根据具体情况进行具体分析。

如当需要进行电感求解时，采用Magnetostatic；当需要进行运动分析的时候采用Transient或者Electric Transient，他们之间不同的是一个是磁场，一个是电场。

四、创建模型模型为如上图所示，里面橘红色的是铜材料绕制的线圈。

外面的线框是求解域region。

建立好模型后按下键盘的ctrl+S进行保存。

五、赋予材料选中线圈，在最左边的properties对话框中出现了此线圈的属性框，如下图所示。

在Name栏的Value里面的Rectangle1改成线圈的名字，如coil，或者其他的名字。

在Material菜单的Value里面点击Vacuum出现了Edit 选项，点击Edit进行材料修改。

点击Edit后弹出如下对话框，在Name里面选择copper，铜材料，点击确定。

Region默认材料为Vacuum，无需进行修改。

六、添加输入源选择select Faces，选中线圈的接线铜排与region的基础面，如下图所示，红色的面是选中的面。

江苏大学电气信息工程学院三相永磁同步电动机仿真分析课题题目：基于ansoft的12/10极三相永磁同步电动机仿真分析（IPM）班级：电气0904姓名：邢志兵学号：3090501099一、建模：1.三相永磁同步电机参数：（1）定子：Draw > User Defined Primitive > Syslib > Rmxprt > SlotCore（2）转子：Draw > User Defined Primitive > Syslib > Rmxprt > IPMCore（3）永磁体：由转子参数修改而来（4）线圈Draw > User Defined Primitive > Syslib > Rmxprt > LapCoil2.添加硅钢材料选中Rotor和stator>vacuum>add material>(simple->nonlinear)>BHcuver>import datalest3.永磁体磁化方向设置（1）、定转子（2）、永磁体（3）、线圈boundary>master/slave/Vector Potential静态场分析：：静态场（无线圈）：right mouse click on Analysis and select Add Solution Setup:A 分布图B 分布图H分布图网格剖分图二。

动态分析：空载Band设置Step up设置Motion setupTorquer磁链反电动势动态特性输入转矩模拟磁链反电动势齿槽转矩定位转矩Moving tposition。

2 快速入门本章将简要介绍RMxprt的软件环境及操作流程。

2.1 Maxwell界面介绍Maxwell v12中集成了Ansoft Maxwell系列软件中的Maxwell 2D，Maxwell 3D及RMxprt。

其中Maxwell 2D和Maxwell 3D是用于有限元(FEM)分析的交互式软件包，能够进行二维和三维电磁场的仿真分析。

由于Maxwell和RMxprt集成在一个界面中，用户可以直接从RMxprt来建立Maxwell 2D/3D模型，大大简化了设计过程中的一些繁琐复杂的工作。

2.1.1 启动Maxwell同所有的Windows程序一样，Maxwell可以从开始菜单或Windows的快捷方式启动。

开始菜单及桌面上的快捷方式在安装Maxwell时就已经自动创建。

在默认条件下，Maxwell安装在Ansoft\Maxwell 12。

下面是启动Maxwell的两种方法。

1.从Windows的开始菜单启动Maxwell。

点击Start，然后按照图2.1所示的顺序进行选择：图 2.1从Windows开始菜单中启动Maxwell2..双击Windows桌面上Maxwell 12的图标来启动Maxwell进入Maxwell后，可以看到初始的Maxwell界面包含一个主编辑窗口和几个默认配置窗口，标题栏，菜单栏，工具栏和状态栏, 如图2.2所示。

在Maxwell中，用户可以打开多个窗口以显示模型的不同部分。

图 2.2 Maxwell界面2.1.2 退出Maxwell像所有的Windows程序一样，有很多种途径来退出Maxwell界面。

1.通过菜单栏的File>Exit命令来退出Maxwell, 如图2.3所示。

也可以通过快捷键Alt+F, X。

图 2.3 通过菜单栏命令退出Maxwell2.通过标题栏命令Close来退出Maxwell（在标题栏的Maxwell图标上单击鼠标左键）, 如图2.4所示。

12基于 maxwell 的永磁同步电机静磁场分析实例4.2.1 问题描述三相永磁同步电动机，由定子铁心、定子绕组、永磁体磁极、转子铁心组成。

电机定 子内径、外径分别为 74mm 和 120mm ，极数 4，定子槽数 24，电机为对称结构可以建立四 分之一模型，为了使读者更加清晰的了解整个电机模型的建立情况，本例采用整域求解， 问题求解电机的平均电磁转矩及场图分布。

该电机的模型示意图如图 4-1 所示。

图 4-1 4 极 24 槽永磁电机结构示意图通过本问题的分析，读者可以学习掌握 Maxwell 2D 基本几何模型建立方法，激励源 加载、力及力矩参数的设置、永磁材料的定义及简单的场图处理。

Ansoft 软件进行有限元分析的基本步骤如下：1 创建项目及定义分析类型2 建立几何模型3 定义及分配材料4 定义及加载激励源和边界条件5 求解参数设定6 后处理4.2.2 创建项目Step1. 启动 Ansoft 并建立新的项目文件假设用户计算机已经安装了 Microsoft 公司的 Windows 操作系统和 Ansoft 公式的 版本 Maxwell2D/3D 电磁计算软件，用鼠标左键双击桌面上的 Maxwell 12 图 以启动Maxwell ，启动后的Maxwell 12 其界面如图4-2 所示。

124图 4-2 Maxwell 12 启动初始界面Step2. 重命名及保存项目文件在项目管理窗口中右键单击项目名称选择 Rename 命令，输入 PMSM-Magstatic 对项目 文件进行重命名，如图 4-4 ，单击工具栏上 按钮保存此项目文件 ,在项目文件保存目录执行 File/New/ 命令，或者单击工具栏上 按钮新建一个项目文件如图 4-3 所示。

图 4-3 添加新项目界面中就会出现如 PMSM-Magstatic.mxwl 项目文件，图 4-5 所示。

5图 4-4 项目文件重命名界面中就会出现如PMSM-Magstatic.mxwl 项目文件，图4-6 所示。