Ansoft学习笔记 - 图文

选中计算区域，右键 Field Voltage 电压分布场图 E 电场强度J传导电密 Ohmic Loss 欧姆损耗A 矢量磁位H 磁场强度 B 磁感应强度 Energy 能量 当目前已经显示了一个场图，要查看其它场图分布时，需要将先前生成的分布图隐藏然后才可以继续显示场图，否则多个图像会同时显示在一个模型上。

右键把Plot Visibility前的对号取消

因为 Maxwell 2D所显示的场图是按照其默认设置进行的，有时并不适合所需要的显示结果，因而还需要进行认为调整。鼠标左键双击图左上角的标尺栏，这样会弹出场图调节设置界面。场图手动设置项包括四项： Color map 颜色标尺项；Scale刻度设置项；Maker/Arrow 矢量场设置项；Plots 绘图项。 （2）路径上场量的查看 a通过绘制曲线 在计算模型里，有时会对某一条路径上的量感兴趣，在已有的场图中所看到的是某个物体表面上的场量，面上的量分布比较离散不易比较，这时候对于特殊部位，可以事先绘制一条考察路径，然后再计算该路径上的场量，并且可以对这些场量进行数学运算。 先在模型上绘制一条考察路径；

然后点击菜单栏上的 Maxwell 2D/Results/Creat Fields Report/Rectangular Report项；

左侧的 Geometry 项中点击下拉按钮，选择 Polyline1即刚生成的考察路径，在中部的 X 坐标栏中，点击下拉按钮，选择 Normalized（标准化） Distance 项。在中下方的场量中选择 Mag_B 即磁密 B 的模作为考察对象，在所有都设置完 毕后，点击 New Report按钮生成新的曲线图。 b生成表格

点击菜单上的 Maxwell 2D/Results/Creat Fields Report/Data Table项，仍按上面的设置方法，可以得到一组表格。 （3）场计算器的应用

在 Maxwell 2D后处理中已经包含了一些基本的场量，但仍难以满足用户的所有需求，如求取径向磁密分布。

点击菜单栏上的 Maxwell 2D/Fields/Calculator项，会弹出如下图的场计算器。

点击场计算器的 Input 项下 Quantity 按钮，在下拉菜单里选择磁密 B，再在 Vector 项下点击 Unit Vector 按钮，在下拉菜单里 Normal，其操作结果都会显示在场计算器的中部。输入两个变量后，再点击 Ve ctor项下的 Dot 做点乘运算。两个矢量运算后变为一个标量，点击Add 按钮并将其命名为 Br，点击 OK确定。然后仿照 （2）的显示某个路径上场量的方法， 显示出事先定义的路径上的径向磁密Br。

然后仿照 （2）的显示某个路径上场量的方法， 显示出事先定义的路径上的径向磁密Br。 Ansoft仿真步骤：

指定求解器类型（Solution type）、创建几何模型并指定材料属性（Draw Model & Materials）、

添加求解选项并验证模型（Add Solution Setup/Validate）、网格剖分、求解（Analyze All）、后处理绘制场量图和去数据（Result & Field Overlays） 对于激励源的设置最只要的设置一个回路，否则无法得到正确的结果。在回路中加电源的位置建立一个截面，在截面上加载就可以了，注意截面为平面而非曲面。 可以设置求解力、力矩、电感、Core loss的部分（先选取组件名然后选中组件中包含的导体） 静态场分析：

? 静态场：磁场不随时间变化。

? 包括：1.稳恒电流产生的磁场 2.外加静磁场产生的磁场3.匀速移动的导体产生的磁场

4.永磁体产生的磁场

? 分析什么？（磁场力，转矩，磁力线分布） 建模过程中的注意事项： ? 物体必须封闭。

? 物体之间可以完全包含，不可以交叉。 ? 物体边的分段数不可太低。

? 尽量避免过尖锐的物体，必要时要做钝化处理。

? 应用布尔运算后，原物体并不被删除，而是被指定为Non Model，物体处于隐藏状态。 建模基本操作

?选择Model/Drawing Plane命令，设置模型的绘制平面。选项中包括XY Plane和RZ Plane. ?选择Model/Drawing Size重新定义模型区域的大小。 ?选择Model/Drawing Units来定义模型所用的单位。

?创建模型。建议通过画直线和圆弧来完成场域边界的建立。

?需要的时候，利用Edit,Reshape和Arrange菜单命令修改你所建立的模型。 ?保存所建立的模型，退出模型绘制面板。 绕组注意事项： 连接要正确

尽量用不同颜色标明 同相分组

设定模型材料属性（Setup Materials）：

? 选中物体，从材料库中选择所需材料，点击“Assign”。 ? 添加新材料

? 材料的属性也可以用函数来赋值 设定边界条件及激励源： ? 静态场激励源为电流源

? 暂态场激励源为电流源、电压源以及外接电路 网格剖分：

系统自带的网格剖分设置，共有三个大项，分别是：On Selection、Inside Selection 和Surface Approximation，其各自的意义为对于物体边界内指定剖分规则、对物体内部指定剖分规则和对物体表层指定剖分规则 RMxprt与2D/3D的耦合：

? AnsoftV14 版本可以将RMxprt 模型采用一键式直接导入到2D 界面中，自动完成几何

模型绘制、材料定义、激励源添加、边界条件给定、网格剖分和求解参数设置等前处理项，用户只需要简单进行求解和后处理即可。但这种一键式导入方式仅限于2D 的瞬态场，若要进行其它场分析需要用户自己更改设置。

? RMxprt 模块计算后的模型也可以直接导入至Maxwell3D 三维电磁场计算模块中，其导

入的方法与导入至Maxwell2D 模块相类似，但也有区别导入Maxwell3D 模块后软件并不自动给出激励源、边界条件和网格剖分等设置，仅仅是提供了电机的几何模型和各部分材料，对于其余的前处理工作仍需要自行设置完成

激励添加的注意事项：

? 在进行静磁场计算时，激励源是以电流形式给出的。这时候我们不需要建立每匝线圈的

模型，因此我们只需要输入每相总的电流就行了。匝数和电气拓扑结构只在进行电感计算时考虑。

? Ansoft静态电感矩阵的计算时基于特定激磁，导体包围区域的线性磁导条件下计算的，

电感矩阵的计算是对于完整闭合的绕组的，因此要去顶每个绕组的回路关系

? 电感计算：激励源的设置与绕组排列无关。考虑电感时，需要输入线圈的匝数以及线圈

是如何电气连接的。

? 瞬态计算与静磁场计算表现不同：没有自适应的网格剖分。因为在每步瞬态计算时几何

形状都不同，很明显Maxwell不会在每步计算时都响应地重做网格剖分，在动态分析中，将所有的转子位置进行一次尽可能合力的网格剖分。激励源设置不同：在静磁场计算中，仅关注流入导体的总电流，而在瞬态计算中，由于电流时任意的时间函数，我们使用绞线导体（需要明确每个绕组的准确导体数）我们需要创建专用的线圈和绕组。 ? 线圈的设置：Maxwell 2D/Excitations/Assign/Coil(设置正负线圈以及导体数)

? 绕组的设置：Maxwell 2D/Excitations/Add Winding(绕组名称等)。然后向绕组中添加线圈 ? 完成各个槽中绕组设置，在世界电机计算中我们关心的并不是每个槽绕组的参数量，而

是电机每相绕组端的参量，因此需要将属于每一项的槽绕组归属于同一相。然后进行绕组设置

静态场中添加激励时由于三相对称绕组，B、C相电流相位落后A相电流相位120度和240度，值是其的一半。设三相对称电流为：

?iA?Imcos(?1*t??)??iB?Imcos(?1*t???2*pi/3) ?i?Icos(?*t???2*pi/3)m1?C永磁电机求解内容：

永磁体单独作用时：转矩求解（永磁体和转子之间），绘制磁通密度分布图， 通入电流作用时：电感计算，转矩值，

瞬态磁场求解时设置面域的注意事项： 在进行静磁场与涡流场分析时，由于不需要考虑电机转子区域的瞬时旋转运动，因此只建立一个包含整个电机求解域的外层面域即可，而进行瞬态分析时，则需要将运动部分与静止部分分离，因此需要建立一个包含整个电机转子求解域的内层面域。

Band模型将用于将静止物体和运动物体分开，Band不允许与几何模型交叉，Band允许自身滑动，但不能妨碍其他物体。运动部件（转子和永磁体）需要包围在空气部件（Band）中，这样可以把运动部件和项目中固定的部分隔离开。设置Band部件时遵循的规则①Band不需比任何方向的转动部件（边界线除外）稍大②Band应该是一个具有圆弧边界的扇形③强烈建议设置一个空气部件把所有运动部件包含在Band中，这将有利于沿气隙的网格剖分。