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文档简介
1、Maxwell使用要点2015-3-26一、安装不要采用中文文件夹。二、Maxwell环境内建模1、在Maxwell环境内只能画直线、圆弧、圆等简单形状。2、由线构造面(1)构成面域的多个线段须闭合,形成面域的边界 闭合边界(2)如果该闭合边界的线段是由多个线段组成,则须线合并成一体,然后转换成面域。合并成一体:选中所有线段àModeleràBooleanàUnite转换成面域:选中所有线段àModeleràSurfaceàCover Lines由多个线段构成Unite成一体Cover成面域三、AutoCAD建模后导入Maxwell1
2、、在AutoCAD建模时,定转子圆心应取(0,0)点。如果模型不在(0,0)点,应采用带基点复制的方法,将模型的圆心移至(0,0)。2、各个面域须自行封闭。3、模型转换成面域。建模时,须保证构成面域的边界是可靠连接的。然后绘图à面域,选择模型,按回车键,将所绘制的模型转换成面域。转换成面域后,可以通过鼠标移动,删除、Undo,来检查模型的正确性。4、输出.sat格式模型文件文件à输出,选择ACIS(*.sat)文件类型,取合适的文件名,点击“保存”,框选要输出的模型,回车。此时.sat文件已经保存,可以在相应文件夹找到.sat文件。5、将.sat模型导入MaxwellMod
3、eleràImport,找到已输出的.sat文件,点击“打开”,则可输入有限元模型。6、有限元模型可以一次性建模输入,也可以将各零件分别建模、转换.sat、分别输入。四、Maxwell前处理及求解设置1、选择模型的每一面域,修改其名称和颜色。 首先需正确对绕组分相2、将属于同一类的面域合并,以便施加励磁、材料,提高工作效率。按住Ctrl键,选中需要合并的各个面域,ModeleràBooleanàUnite3、建立磁钢、冲片等材料。(1)准备磁钢材料的Br、Hc,冲片材料的B-H曲线。B-H曲线宜用记事本等编辑器,按要求的格式,输入磁化曲线数据,保存为.bh后缀名文
4、件。磁化曲线格式为:(2)鼠标右键点击Materials,选择Edit Library打开材料库A、添加B-H磁化曲线在打开的材料窗体,点击Add Material添加材料在相对磁导率类型下拉列表选择“Nonlinear”,使得Value出现“B-H Curve”按钮 点击按钮进入B-H曲线输入窗体。点击“Import Dataset”查找并打开.bh曲线,观察曲线如果没有问题,则“OK”确定。取合适的材料名称,点击“Validate Material”验证,“OK”保存,完成冲片材料的建立。B、添加磁钢材料对钕铁硼和铁氧体之类磁钢,由于退磁曲线线性,只需要Br、Hc即可。在材料库窗体选择一现
5、有的磁钢材料,点击“Clone Material(s)”复制新磁钢。在打开的磁钢属性窗体,点击窗体下方“Calculate Properties for:”,选择Permanent Magnet,在磁钢属性窗体输入正确的Br、Hc,注意Hc为负值,正确的Br、Hc应使得相对磁导率Mu为1左右。a、 如果采用径向充磁 应选择圆柱坐标系,对磁钢N极使R为1,S极使R为-1。N、S极磁钢分别用不同的名称保存,例如保存N后,再Clone出S。b、 如果采用平行充磁N、S磁钢的磁化方向可以通过局部坐标系设置,因此只需在直角坐标系保存一种材料。 4、施加材料分别选择区域,按鼠标右键,在弹出的菜单选择Ass
6、ign Material,施加相应的材料。5、施加边界条件为选择拟施加边界条件的线段,应打开选择模式:鼠标放置在上方工具栏,按鼠标右键,在弹出的菜单列表点击“2D Modeler Selection Mode”,将选择模式放置到上方工具栏点击Object,在下拉列表选择Edge,将选择模式切换为“边”,从而可以选择要施加边界条件的边。按鼠标右键,在弹出的菜单选Assign BoundaryàVector Potential,施加为第一类边界条件,A=0。 6、施加激磁选择要施加激磁的绕组面域à按鼠标右键,在弹出的菜单选Assign ExcitationàCurre
7、nt,施加激磁。输入所选绕组面域的总安匝数(设本案例为静磁场),更改激磁的Name,注意电流方向。电流方向可以由正负值确定,也可以由电流参考方向决定。 7、设置求解参数A、设置转矩计算选择要计算转矩的转子各面域,在工程树鼠标右键点击ParametersàAssignàTorque,设置。B、设置电感计算在工程树鼠标右键点击ParametersàAssignàMatrix,设置。每个线圈由一进一出构成。8、设置剖分参数选择要设置剖分参数的面域,类似上述方法进行设置。9、设置求解参数选择Analysis,按鼠标右键,Add Solution Setup,新建
8、一求解,并修改求解的收敛误差。 10、求解选择所建的求解设置,按鼠标右键,Analyze求解五、Maxwell后处理1、查看磁力线首先应查看磁力线分布情况,以确定计算是否正确。Ctrl+A选择所求解的对象,鼠标右键点击Field OverlaysààFlux_Lines选择Flux Lines,点击Done,显示磁力线分布图。可以鼠标双击左侧颜色分级,设置磁极线分布的密度。2、查看磁密分布通过查看磁密分布,可以分析电机的铁心的饱和程度。方法类似上述。Field OverlaysààMag_B3、查看气隙磁场波形1)Maxwell 2D->Field
9、s->Calculator打开计算器2)Quantity选择B,Unit Vec选择Normal,Dot运算3)Add取名保存变量,例如Br4)菜单Draw构造要画波形的线段、圆弧或圆5)Results右键创建场图,弹出的窗体Geometry选择创建好的线段,物理量选择创建好的Br,New Report创建波形图。4、查看剖分网格Ctrl+A选择所求解的对象,鼠标右键点击Field OverlaysàPlot Mesh5、查看计算的转矩、电感、磁链鼠标右键点击Analysis的Setup,在弹出的菜单选择Solutions,即可查看当前方案的计算结果。切换电感为磁链,即可查看计
10、算的磁链值。六、提高Ansoft Maxwell可以进行参数化计算、优化、瞬态分析等等。1、参数化计算以开关磁阻电机磁化特性求解为例。为计算开关磁阻电机的性能,需要获取该电机的磁链曲线族特性,即不同转子位置和不同电流下的磁链曲线。为此需以转子位置角度和励磁安匝为变量进行参数化计算。 A、 建立励磁安匝求解变量NI选中项目,鼠标右键弹出菜单,选择Design Properties,打开变量属性窗体。在弹出的窗体点击“Add”,弹出变量输入窗,输入变量,注意设置单位。确定。 B、 建立转子位置角度求解变量angle1)选中转子2)在上方工具栏点击旋转命令3)在弹出的旋转角度设置窗体,将角度数值修改
11、为变量angle(变量名称可按自己习惯取),确定,给角度变量初值,例如0,确定。C、 建立参数化计算选中Optimetrics,鼠标右键添加Parametric在弹出的窗体“Add”添加变量Sweep表格,确定。变量计算范围根据需要设置。 切换到Calculations栏目,如图添加要计算的参数:转矩和磁链,Done确定。切换到Options栏目,勾选Save Fields And Meshs,为以后查看求解的磁场分布和剖分网格做数据准备,这会占用一定的磁盘空间。确定,完成参数化计算设置。D、 求解所建立的参数化方案选中之前建立的参数化计算,鼠标右键,点击Analyze开始计算。E、 输出参数化计算结果选中之前建立的参数化计算,鼠标右键,点击View Analysis Result。在打开的窗体切换到Table格式,Export计算结果,保存为.csv格式。用Execl打开锁保存的.csv文件,即可以在Excel里整理、完成磁化曲线族和转矩曲线族的作图。2、多线程计算1)重新运行安装包的Setup,
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