ANSYS Maxwell涡流场分析案例.

ANSYS Maxwell涡流场 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 案例. 1.训练后处理应用实例 62本例中的涡流模型由一个电导率σ=10S/m，长度为100mm，横截面积为10×10m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 (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 (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 6材料设置为conductor，电导率为σ=10S/m 2. 依次单击Draw?Box命令，创建长方体 ，Y=-10，Z=40，并按Enter键 在绝对坐标栏中输入:X=55 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 (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 (8) (四)设置求解规则 (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 (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) 1) 导体内的功率损耗(体积分) 方法一: 方法一: 1(选择Input>Quantity>Ohmic Loss (选择Input>Geometry选择Volume，在列 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 中选择Cond，然后单击OK按钮 2 3(选择Scalar>?Integrate 4(选择Output>Eval 5(得到Cond计算损耗约为5 方法二: 方法二: 计算公式为 *,,1J,J,,PRedV, Cond,,,2,,,Cond 1(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) 2) 沿着导体路径的电压降(线积分) 计算电压降的实部: 计算电压降的实部: 计算公式为 J，， U,Re,dl R,,,,，，line1 1(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 9( 计算电压降的虚部: 计算电压降的虚部: 计算公式为 J，，U,Im,dl I,,,,，，line1 1(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 理论计算电压降幅值为 22U,U，U,0.1V RI 3) 安培定律(线积分) 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 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 计算磁场强度的虚部分量沿着线line2的线积分 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 (选择Output>Eval 6 7(出现-49.98A 实际电流的虚部是100×cos120=50A 计算相位 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) 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 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 (选择Scalar>?Integrate 5 6(选择Output>Eval -107(出现-9.68×10A 计算磁通密度的虚部分量散度在aux上的体积分 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 -97(出现1.68×10A 5) 磁通量的计算(面积分) 5) 磁通量的计算(面积分) 磁通量实部的计算 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 -89(出现5.06×10Wb 磁通量实部的计算 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 (选择Scalar>?Integrate 7 8(选择Output>Eval -89(出现-8.76×10Wb -7磁通量的幅度为1.01×10Wb，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 ,mag,9 L,,1.01，10HmutualI 在环内感应电压的幅度为 5, V,2,fLI,3.81，10Vinducedmutual 6) 计算总电阻损耗(体积分) 6) 计算总电阻损耗(体积分) ----Maxwell_v16_3D_WS02_BasicEddyCurrentAnalysis ----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 7) 计算磁通量 ----06_1_maxwell_eddycurrent_Asymmetric_Conductor ----06_1_maxwell_eddycurrent_Asymmetric_Conductor Bz_real 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 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 14( 8) 计算辐射功率 8) 计算辐射功率 ----06_2_maxwell_eddycurrent_Radiation_Boundary ----06_2_maxwell_eddycurrent_Radiation_Boundary ,,,,,1*,， PReEH,,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) 9) 计算电流(面积分) ----07_1_maxwell_transient_reluctance_motor ----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) 10) 计算电流(面积分) ----05_3_maxwell_magnetostatic_reluctance_motor ----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) 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 -----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 12) 通过线圈产生电流，作为时间的函数 ----07_3_maxwell_transient_translational_motion ----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 (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 (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 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 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。 (2) 按 (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. 在Blank Parts中选中coil实体 f. 在Tool Parts中选中coilhole实体 g. 单击OK按钮 h. 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 (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 (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 (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 (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) (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 (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 (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 (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 (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 (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 为 2,,,,,,0r 其中 ,是角频率(,,2,f，其中f=500Hz) 6,是导体的电导率,铸铁的1.5×10 S/m ,是导体的相对磁导率;铸铁60 r -7,是空间的磁导率，这等于4π×10A/m. 0 (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 相对坐标栏中输入:dX=0，dY=0，dZ=0.125，并按Enter键 在 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 (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 (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 (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。 3. (九)网格划分 (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) (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 (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。