ANSYS Maxwell涡流场分析案例

2018-11-12 20:59

1.训练后处理应用实例

本例中的涡流模型由一个电导率σ=106S/m,长度为100mm,横截面积为10×10m2的导体组成,导体通有幅值为100A、频率为60Hz、初始相位ф=120°的电流。

(一)启动Maxwell并建立电磁分析

1. 在windows系统下执行“开始”→“所有程序”→ANSYS Electromagnetic→ANSYS

Electromagnetic Suite 15.0→Windows 64-bit→Maxwell 3D命令,进入Maxwell软件界面。 2. 选择菜单栏中File→Save命令,将文件保存名为“training_post”

3. 选择菜单栏中Maxwell 3D→Solution Type命令,弹出Solution Type对话框

(1) Magnetic:eddy current (2) 单击OK按钮

4. 依次单击Modeler→Units选项,弹出Set Model Units对话框,将单位设置成m,并单

击OK按钮。 (二)建立模型和设置材料

1. 依次单击Draw→Box命令,创建长方体

在绝对坐标栏中输入:X=-5,Y=-5,Z=0,并按Enter键 在相对坐标栏中输入:dX=5,dY=5,dZ=100,并按Enter键 单击几何实体,左侧弹出属性对话框,重命名为:Cond 材料设置为conductor,电导率为σ=106S/m 2. 依次单击Draw→Box命令,创建长方体

在绝对坐标栏中输入:X=55,Y=-10,Z=40,并按Enter键 在相对坐标栏中输入:dX=75,dY=10,dZ=60,并按Enter键 单击几何实体,左侧弹出属性对话框,重命名为:aux 3. 依次单击Draw→Line

在绝对坐标栏中输入:X=0,Y=0,Z=0,并按Enter键

在相对坐标栏中输入:dX=0,dY=0,dZ=100,并按Enter键 名为line1

4. 依次单击Draw→line,生成长方形

对角点为(20,-20,50)、(-20,20,50),名为line2

5. 依次单击Draw→Region命令,弹出Region对话框,设置如下

?:Pad individual directions

(-100,-100,0)、(200,100,100)

(三)指定边界条件和源

1. 按f键,选择Cond与Region的交界面,依次单击菜单中的Maxwell 3D→Excitations→

Assign→Current命令,在对话框中填入以下内容: (1) Name:SourceIn (2) Value:100 A (3) Palse:120deg (4) 单击OK按钮

2. 按f键,选择Cond与Region的另一个交界面,依次单击菜单中的Maxwell 3D→

Excitations→Assign→Current命令,在对话框中填入以下内容: (5) Name:SourceIn (6) Value:100 A (7) Palse:120deg

(8) 按Swap Direction和OK按钮

(四)设置求解规则

1. 依次选择菜单栏中Maxwell 3D→Analysis Setup→Add Solution Setup命令,此时弹出

Solution Setup对话框,在对话框中设置:

(1) Maximum number of passes(最大迭代次数):10 (2) Percent Error(误差要求):1%

(3) Refinement per Pass(每次迭代加密剖分单元比例):50% (4) Solver>Adaptive Frequency(设置激励源的频率):60Hz (5) 单击OK按钮。

1. 依次选择菜单栏中的Maxwell 3D→Validation Check命令,此时弹出的对话框中,如果

全部项目都有?说明前处理操作没有问题;如果有?弹出,则需要重新检查模型;如果有!出现,则不会影响计算。

2. 依次选择Maxwell 3D→Analyze All命令,此时程序开始计算。

(五)后处理

依次单击Maxwell 3D>Fields>Calculator命令,弹出Fields Calculator对话框 1) 导体内的功率损耗(体积分)

方法一:

1.选择Input>Quantity>Ohmic Loss

2.选择Input>Geometry选择Volume,在列表中选择Cond,然后单击OK按钮 3.选择Scalar>∫Integrate 4.选择Output>Eval

5.得到Cond计算损耗约为5 方法二:

计算公式为

PCond1?J?J*????Re?dV ??2???Cond1.选择Input>Quantity>J,获得电流密度矢量J;

2.选择Push

3.选择General>Complex:Conj,求J的共轭;

4.选择Vector>Mtal,出现Material Operation窗口; 5.选择Conductivity、Divide;单击OK按钮 6.选择Vector>Dot

7.选择General>Complex:Real;

8.选择Input>Number,设置为Type:Scalar;Value:2;单击OK 9.选择General>/

10.选择Input>Geometry选择Volume,在列表中选择Cond,然后单击OK按钮 11.选择Scalar>∫Integrate 12.选择Output>Eval

13.得到Cond计算损耗约为5 2) 沿着导体路径的电压降(线积分)

计算电压降的实部:

计算公式为

UR??J?Re?dl ??????line11.选择Input>Quantity>J,获得电流密度矢量J;

2.选择Vector>Mtal,出现Material Operation窗口; 3.选择Conductivity、Divide;单击OK按钮 4.选择General>Complex:Real;

5.选择Input>Geometry选择Line,在列表中选择Line1,然后单击OK按钮 6.选择Vector>Tangent 7.选择Scalar>∫Integrate 8.选择Output>Eval

9.得到电压降的实部分量为0.05V 计算电压降的虚部:

计算公式为

UI??J?Im?dl ??????line11.选择Input>Quantity>J,获得电流密度矢量J;

2.选择Vector>Mtal,出现Material Operation窗口; 3.选择Conductivity、Divide;单击OK按钮 4.选择General>Complex:Imag;

5.选择Input>Geometry选择Line,在列表中选择Line1,然后单击OK按钮 6.选择Vector>Tangent 7.选择Scalar>∫Integrate 8.选择Output>Eval

9.得到电压降的实部分量为-0.0866V 理论计算电压降幅值为

3) 安培定律(线积分)

计算磁场强度的实部分量沿着线line2的线积分

1.选择Input>Quantity>H;

2.选择General>Complex:Real;

3.选择Input>Geometry选择Line,在列表中选择Line2,然后单击OK按钮 4.选择Vector>Tangent 5.选择Scalar>∫Integrate 6.选择Output>Eval 7.出现86.58A

实际电流的实部是100×sin120=86.58A

U?UR?UI?0.1V

22计算磁场强度的虚部分量沿着线line2的线积分

1.选择Input>Quantity>H;

2.选择General>Complex:Imag;

3.选择Input>Geometry选择Line,在列表中选择Line2,然后单击OK按钮 4.选择Vector>Tangent 5.选择Scalar>∫Integrate 6.选择Output>Eval 7.出现-49.98A

实际电流的虚部是100×cos120=50A 计算相位

1.选择Exch和Rlup操作,确认计算器顶部为-49.98A,接下来是86.58A 2.选择Trig|Atan2,得到相位为120.000 4) 计算磁通密度散度(体积分)

计算磁通密度的实部分量散度在aux上的体积分

1.选择Input>Quantity>B;

2.选择General>Complex:Real; 3.选择Vector>Divg

4.选择Input>Geometry选择Volume,在列表中选择aux,然后单击OK按钮 5.选择Scalar>∫Integrate 6.选择Output>Eval 7.出现-9.68×10-10A 计算磁通密度的虚部分量散度在aux上的体积分

1.选择Input>Quantity>B;

2.选择General>Complex:Imag; 3.选择Vector>Divg

4.选择Input>Geometry选择Volume,在列表中选择aux,然后单击OK按钮 5.选择Scalar>∫Integrate 6.选择Output>Eval 7.出现1.68×10-9A 5) 磁通量的计算(面积分)

磁通量实部的计算

1.选择Input>Quantity>B 2.选择Vector:Scal?>Scalar Y

3.选择General>Complex:Real;

4.选择Input>Geometry选择Volume,在列表中选择aux,然后单击OK按钮 5.General>Domain

6.选择Input>Geometry选择Surface,在列表中选择XZ,然后单击OK按钮 7.选择Scalar>∫Integrate 8.选择Output>Eval 9.出现5.06×10-8Wb 磁通量实部的计算

1.选择Input>Quantity>B 2.选择Vector:Scal?>Scalar Y

3.选择General>Complex:Imag;

4.选择Input>Geometry选择Volume,在列表中选择aux,然后单击OK按钮 5.General>Domain

6.选择Input>Geometry选择Surface,在列表中选择XZ,然后单击OK按钮 7.选择Scalar>∫Integrate 8.选择Output>Eval 9.出现-8.76×10-8Wb

磁通量的幅度为1.01×10-7Wb,进而可以获得导体与积分表面边界构成的矩形环之间的互感为

Lmutual?在环内感应电压的幅度为

?magI?1.01?10?9H

Vinduced?2?fLmutualI?3.81?10?5V

6) 计算总电阻损耗(体积分)

----Maxwell_v16_3D_WS02_BasicEddyCurrentAnalysis

1.选择Input>Quantity>Ohmic Loss

2.选择Input>Geometry选择Volume,在列表中选择Disk,然后单击OK按钮 3.选择Scalar>∫Integrate 4.选择Output>Eval

5.得到Disk计算损耗约为270.38W 7) 计算磁通量

----06_1_maxwell_eddycurrent_Asymmetric_Conductor

Bz_real

1.选择Input>Quantity>B 2.选择Vector:Scal?>Scalar Z

3.选择General>Complex:Real; 4.选择General>Smooth

注意:在特斯拉(Tesla)的单位中,流量密度将默认显示。如果您希望看到高斯单位的结果执行步骤5和步骤6,否则跳到第7步

5.选择Input>Number,设置为Type:Scalar;Value:10000;单击OK 6.General>*

7.选择Add和指定名称为Bz_real Bz_imag

8.选择Input>Quantity>B 9.选择Vector:Scal?>Scalar Z

10.选择General>Complex:Imag; 11.选择General>Smooth

注意:在特斯拉(Tesla)的单位中,流量密度将默认显示。如果您希望看到高斯单位的结果执行步骤5和步骤6,否则跳到第7步

12.选择Input>Number,设置为Type:Scalar;Value:10000;单击OK 13.General>*

14.选择Add和指定名称为Bz_imag 8) 计算辐射功率

----06_2_maxwell_eddycurrent_Radiation_Boundary

1???*?P?Re?E?H?

2???1.选择Input>Quantity>E;

2.选择Input>Quantity>H;

3.选择General>Complex:Conj; 4.选择Vector>Cross

5.选择General>Complex:Real;

6.选择Input>Number,设置为Type:Scalar;Value:0.5;单击OK 7.选择General>*

8.选择Add和指定名称为Poynting 9) 计算电流(面积分)

----07_1_maxwell_transient_reluctance_motor

1.选择Input>Quantity>J 2.选择Vector:Scal?>Scalar Z

3.选择Input>Geometry选择Surface,在列表中选择Terminal_A1,然后单击OK按钮 4.选择Scalar>∫Integrate

5.选择Input>Number,设置为Type:Scalar;Value:150;单击OK 6.选择General>/ 7.选择Output>Eval 8.单击Done 10) 计算电流(面积分)

----05_3_maxwell_magnetostatic_reluctance_motor

1.选择Input>Quantity>J

2.选择Input>Geometry选择Surface,在列表中选择Terminal_A1,然后单击OK按钮 3.选择Vector>Normal 4.选择Scalar>∫Integrate 5.选择Output>Eval

6.出现通过线圈的电流,等于3750 7.单击Done

11) 霍尔传感器流量密度作为时间的函数(面积分)

-----07_2_maxwell_transient_rotational_motion

1.选择Input>Quantity>B

2.选择Input>Geometry选择Surface,在列表中选择Sensor,然后单击OK按钮

3.选择Vector>Normal 4.选择Undo

5.选择Scalar>∫Integrate

6.选择Input>Number,设置为Type:Scalar;Value:1;单击OK

7.选择Input>Geometry选择Surface,在列表中选择Sensor,然后单击OK按钮 8.选择Scalar>∫Integrate 9.General>/ 10.选择Add

11.指定名称为Bsensor 12.单击Done

12) 通过线圈产生电流,作为时间的函数

----07_3_maxwell_transient_translational_motion

1.选择Input>Quantity>J

2.选择Input>Geometry选择Surface,在列表中选择Coil_Terminal,单击OK按钮 3.选择Vector>Normal 4.选择Scalar>∫Integrate 5.选择Add 6.指定名称为It 7.单击Done

2.Maxwell 3D:铜线圈涡流分析

(一)启动Workbench并保存

1. 在windows系统下执行“开始”→“所有程序”→ANSYS 15.0→Workbench 15.0命令,

启动ANSYS Workbench 15.0,进入主界面。

2. 进入Workbench后,单击工具栏中的?按钮,将文件保存名为“Eddycurrent” (二)建立电磁分析

1. 双击Workbench平台左侧的Toolbox→Analysis Systems→Maxwell 3D此时在Project

Schematic中出现电磁分析流程图。

2. 双击表A中的A2,进入Maxwell软件界面。在Maxwell软件界面可以完成有限元分析

的流程操作。

3. 选择菜单栏中Maxwell 3D→Solution Type命令,弹出Solution Type对话框,选择eddy

current,并单击OK按钮。

4. 依次单击Modeler→Units选项,弹出Set Model Units对话框,将单位设置成mm,并单

击OK按钮。 (三)建立几何模型和设置材料 1. 创建铝板模型(stock)

(1) 依次单击Draw→Box命令,创建长方体

在绝对坐标栏中输入:X=-0,Y=0,Z=0,并按Enter键

在相对坐标栏中输入:dX=294,dY=294,dZ=19,并按Enter键 单击几何实体,左侧弹出属性对话框,重命名为:stock (2) 依次单击Draw→Box命令,创建长方体

在绝对坐标栏中输入:X=18,Y=18,Z=0,并按Enter键

在相对坐标栏中输入:dX=126,dY=126,dZ=19,并按Enter键 单击几何实体,左侧弹出属性对话框,重命名为:hole

(3) 选中stock和hole,依次选择菜单栏中Modeler→Boolean→Subtract命令,对几何

进行减运算,此时弹出Subtract对话框 a. 在Blank Parts中选中stock实体 b. 在Tool Parts中选中hole实体 c. 单击OK按钮

d. 得到铝板模型如下:

(4) 单击几何实体,使其处于加亮状态,此时左侧会弹出属性对话框,在Material栏中

将Value展开选择Edit,选择Aluminum作为铝板的材料

2. 创建线圈模型(coil)

(1) 依次单击Draw→Box命令,创建长方体

在绝对坐标栏中输入:X=119,Y=25,Z=49,并按Enter键

在相对坐标栏中输入:dX=150,dY=150,dZ=100,并按Enter键 单击几何实体,左侧弹出属性对话框,重命名为:coilhole

(2) 按 E 键,将体选择改为边选择,选中coilhole模型的4个竖边,如下图所示。

(3) 将所选边缘圆滑化,依次选择菜单栏中Modeler > Fillet命令,Fillet 参数设置:Fillet

Radius: 25mm;Setback Distance: 0mm (4) 依次单击Draw→Box命令,创建长方体

在绝对坐标栏中输入:X=94,Y=0,Z=49,并按Enter键

在相对坐标栏中输入:dX=200,dY=200,dZ=100,并按Enter键 单击几何实体,左侧弹出属性对话框,重命名为:coil

(5) 按 E 键,将体选择改为边选择,选中coil模型的4个竖边,将所选边缘圆滑化,

依次选择菜单栏中Modeler > Fillet命令,Fillet 参数设置:Fillet Radius: 50mm;Setback Distance: 0mm

(5) 选中coil和coilhole模型,依次选择菜单栏中Modeler→Boolean→Subtract命令,

对几何进行减运算,此时弹出Subtract对话框

e. f. g. h. 在Blank Parts中选中coil实体 在Tool Parts中选中coilhole实体 单击OK按钮

得到coil模型如下:

(6) 单击coil几何实体,使其处于加亮状态,此时左侧会弹出属性对话框,在Material

栏中将Value展开选择Edit,选择copper作为线圈的材料。

3. 创建相对坐标系

选择菜单栏中Modeler > Coordinate System > Create >Relative CS > Offset命令,在绝对坐标栏中输入:X=200,Y=100,Z=0,并按Enter键 4. 设置激励电流加载面

(1) 选中Coil几何,依次单击菜单中的Modeler→Surface→Section命令,在弹出的对

话框中选择 XZ并单击OK按钮,此时几何生成截面。

(2) 保持截面处于加亮状态,依次单击菜单中的Modeler→Boolean→Separate Bodies命

令,此时截面被分开。

(3) 右击Terminal_Separate1命令,在弹出的快捷菜单中依次选择Edit→Delete命令。 (四)添加激励

3. 在模型树种选中线圈的截面,依次单击菜单中的Maxwell 3D→Excitations→Assign→

Current命令,在对话框中填入以下内容: (9) Name: Current1 (10) Value: 2742 A

(11) Stranded:?Checked (12) 单击OK按钮 4. 设置涡流存在区域

依次单击菜单中的Maxwell 3D > Excitations > Set Eddy Effects命令,只勾选Stock:? Eddy Effects,然后单击OK按钮。 (五)设置求解域

选择菜单栏中Draw→Region命令,在弹出的Region对话框中输入Value=300,并单击OK按钮。

(六)创建哑元Dummy Dummy技术的优点:

只对所关心的局部区域进行加密剖分,提高该区域的计算精度,无需对整个区域进行加密,节约了计算资源。

1. 将坐标系改为Global CS

2. 依次单击Draw→Box命令,创建长方体

在绝对坐标栏中输入:X=-3,Y=68,Z=30,并按Enter键 在相对坐标栏中输入:dX=300,dY=8,dZ=8,并按Enter键 单击几何实体,左侧弹出属性对话框,重命名为:dummy 材料为真空

3. 设置Dummy的剖分参数,选中Dummy模型,选择菜单栏中Maxwell > Mesh Operations >

Assign > On Selection >Length Based命令,此时弹出Element Length Based Refinement对话框,在对话框中填入以下内容: (1) Name:Length1

(2) ?:Restrict Length Of Elements (3) ?:Restrict the Number of Elements (4) Maximum Number of Elements:1000 (5) 单击OK按钮

4. 选择菜单栏中 Maxwell 3D>Analysis Setup > Apply Mesh Operations命令,开始划分网

格。 (七)求解计算

2. 依次选择菜单栏中Maxwell 3D→Analysis Setup→Add Solution Setup命令,此时弹出

Solution Setup对话框,在对话框中设置:

(6) Maximum number of passes(最大迭代次数):10 (7) Percent Error(误差要求):2%

(8) Refinement per Pass(每次迭代加密剖分单元比例):50% (9) Solver>Adaptive Frequency(设置激励源的频率):200 Hz (10) 单击OK按钮。

3. 依次选择菜单栏中的Maxwell 3D→Validation Check命令,此时弹出的对话框中,如果

全部项目都有?说明前处理操作没有问题;如果有?弹出,则需要重新检查模型;如果有!出现,则不会影响计算。

4. 依次选择Maxwell 3D→Analyze All命令,此时程序开始计算。 (八)查看结果(Calculator)

使用Calculator计算器绘出线段A(0,72,34),B(288,72,34)上的磁感应强度B的Z向分量实部值,设置Global CS为工作坐标系。 1. 依次单击Draw→Line命令,绘制线段

在绝对坐标栏中输入:X=-0,Y=72,Z=34,并按Enter键

在相对坐标栏中输入:dX=288,dY=72,dZ=34,并按Enter键 单击几何实体,左侧弹出属性对话框,重命名为:FieldLine 2. 计算B的z向分量实部,依次单击Maxwell 3D> Fields > Calculator命令,在弹出的Fields

Calculator对话框中做如下设置: (1) 在Category中选择B

(2) 在Vector中选择 Scal? > Scalar Z

(3) 在General中选择 Complex > Real ;单击Smooth (4) 在Input中单击Number

Type: Scalar Value: 10000 (5) 单击OK按钮

General: *

(6) 点击Add,输入Named Expression:Name: Bz_real,然后单击Done按钮

3. 依次选择Maxwell 3D > Results > Create Fields Report > Rectangular plot命令,设置如下

图,然后点击New Report。

4. 绘出stock中的涡流辐值分布:选中stock,依次选择Maxwell 3D > Fields > Fields > J >

Mag_J命令。

5. 绘出stock中的涡流流向图:选中stock,依次选择Maxwell 3D> Fields > Fields > J >

Vector_J命令。

3.Maxwell 3D:螺旋线圈涡流分析(正弦50Hz电流)

(一)启动Workbench并保存

1. 在windows系统下执行“开始”→“所有程序”→ANSYS 15.0→Workbench 15.0命令,

启动ANSYS Workbench 15.0,进入主界面。

2. 进入Workbench后,单击工具栏中的?按钮,将文件保存名为“Lx_eddy current” (二)建立电磁分析

1. 双击Workbench平台左侧的Toolbox→Analysis Systems→Maxwell 3D此时在Project

Schematic中出现电磁分析流程图。

2. 双击表A中的A2,进入Maxwell软件界面。在Maxwell软件界面可以完成有限元分析

的流程操作。

3. 选择菜单栏中Maxwell 3D→Solution Type命令,弹出Solution Type对话框,选择eddy

current,并单击OK按钮。

4. 依次单击Modeler→Units选项,弹出Set Model Units对话框,将单位设置成mm,并单

击OK按钮。 (三)建立几何模型和设置材料 1. 创建螺旋模型(coil)

(1) 依次单击Draw→User Defined Primitive →Sys Lib→Segmented Helix→Polygon

Helix命令,在弹出的窗口中设置如下: PloygonRadius(多边形半径):1.5cm Start Helix Radius(螺旋半径):15 cm Radius Change:3.1 cm Pitch:0 cm Turns:8

单击OK按钮

(2) 选中此模型,在左侧弹出属性对话框

Name栏中将Value改成Coil

Material栏中将Value展开选择Edit,选择copper作为线圈的材料 Color栏中将Value改成Yellow 其余保持默认值

(3) 依次单击Draw→Box命令,创建长方体

在绝对坐标栏中输入:X=14,Y=0,Z=-2,并按Enter键 在相对坐标栏中输入:dX=2,dY=2,dZ=-2,并按Enter键 (4) 依次单击Draw→Box命令,创建长方体

在绝对坐标栏中输入:X=40.5,Y=0,Z=-2,并按Enter键 在相对坐标栏中输入:dX=-2,dY=-2,dZ=-2,并按Enter键

(5) 连接面,依次单击Edit→Select→Faces命令,选择2个Box相对的面,然后依次

单击Modeler→Surface→Create Object from Face命令,最后依次单击Modeler→Surface→Connect命令,完成连接。

(6) 选中2个Box,选择菜单栏中Edit→Duplicate→Along Line命令

在绝对坐标栏中输入:X=0,Y=0,Z=0,并按Enter键 在相对坐标栏中输入:dX=0,dY=0,dZ=1,并按Enter键 单击OK按钮

(7) 联合对象,依次单击Edit→Objects命令然后单击Edit→Select All命令,最后依次

单击Modeler→Boolean→Unite命令,完成联合。

2. 创建底板

(1) 选择菜单栏中Draw→Regular Polyhedron命令,创建正多面体

在绝对坐标栏中输入:X=0,Y=0,Z=1.5,并按Enter键; 在相对坐标栏中输入:dX=41,dY=0,dZ=1,并按Enter键。 (2) 此时左上角会弹出Segment Number对话框

Number of Segments:36 单击OK按钮

(3) 单击几何实体,使其处于加亮状态,此时左侧会弹出属性对话框,在对话框中填入

以下内容:

Name栏中将Value改成Disks

Material栏中将Value展开选择Edit,选择Cast_iron(铸铁)作为底板的材料 Color栏中将Value改成Orange 其余保持默认值

3. 设置激励电流加载面

(4) 选中Coil几何,依次单击菜单中的Modeler→Surface→Section命令,在弹出的对

话框中选择 YZ并单击OK按钮,此时几何生成截面,命名为Coil_Terminal。 (5) 选中Coil_Terminal,依次单击菜单中的Modeler→Boolean→Separate Bodies命令,

此时截面被分开。

(6) 除了Coil_Terminal,选中所有的Sheets右击,在弹出的快捷菜单中依次选择Edit

→Delete命令。 (四)添加激励

在模型树种选中Coil_Terminal,依次单击菜单中的Maxwell 3D→Excitations→Assign→ Current命令,在对话框中填入以下内容: (1) Name: I_Coil (2) Value: 125 A (3) Solid:?Checked (4) 单击OK按钮 (五)解决肌肤深度 1. 计算肌肤深度

(1) 肌肤深度是指导体中电流密度减小到导体截面表层电流密度的1/e处的深度。公式

??其中

2???0?r

?是角频率(??2?f,其中f=500Hz) ?是导体的电导率,铸铁的1.5×106 S/m ?r是导体的相对磁导率;铸铁60

?0是空间的磁导率,这等于4π×10-7A/m.

(2) 此模型的肌肤深度约为0.24cm 2. 创建表层协助肌肤深度网格划分

(1) 依次单击Edit→Select→Faces命令,选中Disk最接近Coil的面 (2) 依次单击Modeler →Surface →Create Object from Face命令 (3) 选择菜单栏中Edit→Arrange→Move命令

在绝对坐标栏中输入:X=0,Y=0,Z=0,并按Enter键

在相对坐标栏中输入:dX=0,dY=0,dZ=0.125,并按Enter键

3. 选中Disk_ObjectFromFace1,选择菜单栏中Edit→Duplicate→Along Line命令

在绝对坐标栏中输入:X=0,Y=0,Z=0,并按Enter键

在相对坐标栏中输入:dX=0,dY=0,dZ=0.125,并按Enter键 单击OK按钮 (六)设置求解域

1. 选择菜单栏中Draw→Regular Polyhedron命令,创建正多面体

在绝对坐标栏中输入:X=0,Y=0,Z=50,并按Enter键;

在相对坐标栏中输入:dX=150,dY=0,dZ=100,并按Enter键。 2. 此时左上角会弹出Segment Number对话框

(1) Number of Segments:36 (2) 单击OK按钮

3. 选中此正多面体,在左侧会弹出属性对话框,设置如下:

(1) Name栏中将Value改成Region (2) ?:Change display Wireframe (3) 其余保持默认值

(七)设置涡流效应

依次单击菜单中的Maxwell 3D > Excitations > Set Eddy Effects命令,只勾选Disk:? Eddy Effects,然后单击OK按钮。 (八)求解计算

1. 依次选择菜单栏中Maxwell 3D→Analysis Setup→Add Solution Setup命令,此时弹出

Solution Setup对话框,在对话框中设置: (1) Percent Error(误差要求):2%

(2) Refinement per Pass(每次迭代加密剖分单元比例):20% (3) Solver>Adaptive Frequency(设置激励源的频率):500 Hz (4) 单击OK按钮

2. 依次选择菜单栏中的Maxwell 3D→Validation Check命令,此时弹出的对话框中,如果

全部项目都有?说明前处理操作没有问题;如果有?弹出,则需要重新检查模型;如果有!出现,则不会影响计算。

3. 依次选择Maxwell 3D→Analyze All命令,此时程序开始计算。

(九)网格划分

选中Disk,依次选择Maxwell 3D→Fields→Plot Mesh,然后单击OK按钮。

(十)计算总电阻损耗(Calculator)

1. 依次单击Maxwell 3D>Fields>Calculator命令,在弹出的Fields Calculator对话框中做如

下设置:

(1) 选择Input>Quantity>Ohmic Loss

(2) 选择Input>Geometry选择Volume,在列表中选择Disk,然后单击OK按钮 (3) 选择Scalar>∫Integrate (4) 选择Output>Eval

2. 得到Disk计算损耗约为270.38W

(十一)电流密度矢量图

绘出Disk中的涡流流向图:选中stock,依次选择Maxwell 3D> Fields > Fields > J > Vector_J命令,在对话框中勾选Plot on surface only,然后单击Done按钮。


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