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 ModelerBooleanUnite 转换成面域：选中所有线段 ModelerSurfaceCover Lines 由多个线段构成 Unite成一体 Cover成面域 三 、 AutoCAD建模后导入 Maxwell 1、在 AutoCAD
2、 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 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 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 Maxwe
3、ll ModelerImport，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， ModelerBooleanUnite 3、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
4、.bh后缀名文件。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
5、于退磁曲线线性，只需要 Br、 Hc即可。 在材料库窗体选择一现有的磁钢材料，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
6、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 Assign 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 BoundaryVector Potential，施加为第一类边界条件， A=
7、0。 6、施加激磁 选择要施加激磁的绕组面域 按鼠标右键，在弹出的菜单选 Assign ExcitationCurrent，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 ParametersAssignTorque，设置。 B、设置电感计算 在工程树鼠标右键点击 ParametersAssignMatrix，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。
8、9、设置求解参数 选择 Analysis，按鼠标右键， Add Solution Setup，新建一求解，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 OverlaysFlux_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 Over
9、laysMag_B 3、查看气隙磁场波形 1） Maxwell 2DFieldsCalculator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 Br 4）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 OverlaysPlot Mesh 5、查看计算的转矩、电感、磁链 鼠标右键点击 Analysi
10、s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
11、设置单位。确定。 B、 建立转子位置角度求解变量 angle 1）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
12、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， Install Electromagnetics RSM（不同版本名称或有差异，重要是RSM） 。 2）安装结束后，计算机开始菜单 ，在 ANSYS、 Maxwell文件夹找到 Register with RSM，点击自动注册 RSM。 3）以计算机名称，根据计算机线程数，添加计算线程。 4）选择刚才建立分布式计算（假设名称为 DMA），即可以开始多线程的分布式计算。
