电磁激励器瞬态模型分析步骤
瞬态动力分析
瞬态动力分析用于进行动力分析的时程分析方法有两种，一种是叠加法，一种是逐步法。
叠加法又为结构的振型叠加和荷载时程的叠加。
振型的叠加，就是将结构的位移用振型的正规坐标来表示，再由振型的正交特性，将结构在荷载作用下的响应分解为相互独立的“广义单自由度体系”的响应。
在这里，如果取尽所有的振型个数（就是质量的自由度个数），这种方法是精确的。
然而结构在外荷载作下的位移，只要取少数的振型（一般取结构的高阶振型）就可以满足精度。
为了解决如何取适量的振型的问题，Wilson教授提出了用振型参与质量的方法来进行衡量，而我国《抗规》与《高规》也采用了这种方法——振型参与质量系数大于90%为宜。
在这里，就有一系列的系数：振型参与系数、振型有效质量、振型有效质量系数、振型参与质量、振型参与质量系数。
对于这几个系数，还需进一步深入推导（如，如何证明振型有效（参与）质量总和等于总质量、振型有效质量是如何推广到振型参与质量的）。
荷载时程的叠加又分为时域的叠加和频域的叠加。
时域的叠加就是将荷载时程看作无数多个脉冲的叠加——也就是著名的杜哈梅积分。
频域的叠加，就是利用傅里叶变换将荷载时程变换为一系列的简谐荷载，最后再将结构的在每个简谐荷载下的响应（振幅与初相位）叠加起来得到结构的总响应。
那么，在这里，就必须要提到反应谱了。
反应谱，一般运用的是时域叠加法得到的。
众所都知，“叠加原理”仅适用于线性系统，也就是说，不管何种叠加法，都必须止步线性系统（即使是弹性非线系统也不行）。
当然，反应谱分析也能用于线性分析。
那么，对于如强震响应或大变形等非线性分析，就只能用逐步法来进行分析了。
下面就详细的讲解一下逐步法。
逐步法，一般可以分为两类：差分法与积分法。
其中，差分法是有条件稳定的，而有的积分法则是无条件稳定的。
差分法用于显式动力分析（如LS-DYNA），而积分法用于隐式动力分析（如ANSYS、SAP2000、ETABS）。
积分法又有几种方法：常加速度法（无条件稳定），Newmark法、HHT（改进的Newmark法）Wilson-θ法（改进的线加速度法）等级。
ANSYS电磁场分析指南第九章3D静态、谐波和瞬态分析节点法
第九章3-D静态、谐波和瞬态分析（节点法）9.1节点法（MPV）进行3D静态磁场分析3-D节点法磁场分析的具体步骤与2-D静态分析类似，选择GUI参数路径Main Menu>Preferences> Magnetic-Nodal，便于使用相应的单元和加载。
与2-D静态分析同样的方式定义物理环境，但要注意下面讨论的存在区别的地方。
9.1.1 选择单元类型和定义实常数对于节点法3 –D静磁分析，可选的单元为3D 矢量位SOLID97单元，与2D单元不同。
自由度为：AX,AY,AZ。
3D矢量位方程中，用INFIN111远场单元（AX、AY、AZ三个自由度）来为无限边界建模。
对于载压和载流绞线圈（只有SOLID97单元），必须定义如下实常数：速度效应可求解运动物体在特定情况下的电磁场，2-D静磁分析讨论了运动体的应用和限制，在3-D中，只有SOLID97单元类型能通过设置单元KEYOPT选项来考虑速度效应。
9.1.2 定义分析类型用与2D静态磁场分析相同的方式定义3D静态磁场分析，即，可以通过菜单路径Main Menu>Solution>New Analysis、或者用命令ANTYPE,STATIC,NEW来定义一个新的静态磁场分析；或者用ANTYPE,STATIC,REST 命令来重启动一个3-D分析。
如果使用了速度效应，不能在3D静态分析(ANTYPE,STATIC)中直接求解具有速度效应的静态直流激励场，而要用具有很低频率的时谐分析(ANTYPE,HARMIC)来完成。
9.1.3 选择方程求解器命令：EQSLVGUI：Main Menu>Solution>Analysis Options3D模型建议使用JCG或PCG法进行求解。
而对于载压模型、载流模型、或有速度效应的具有非对称矩阵的模型，只能使用波前法、JCG法、或ICCG法求解。
电路激励模型只能用稀疏矩阵法或波前法求解器。
利用MAXWELL分析电机中的瞬态电场磁场
利用MAXWELL分析电机中的瞬态电场磁场电机是将电能转化为机械能的重要设备，其工作原理涉及到瞬态电场和磁场的相互作用。
为了分析电机中的瞬态电场和磁场，我们可以借助MAXWELL方程组进行研究。
MAXWELL方程组是描述电磁现象的基本方程，包括麦克斯韦方程和连续性方程。
这些方程包含了电场和磁场与电荷和电流之间的关系，可以用于分析电磁波在空间中的传播和电磁场的产生。
首先，我们来看麦克斯韦方程组。
麦克斯韦方程组包括以下四个方程：1.高斯定律：该方程描述了电场与电荷之间的关系。
它表明，电场从正电荷流出，流入负电荷，在一个闭合曲面上的电场的通量与该曲面内的电荷量成正比。
∮E·dA=1/ε₀∫ρdV2.高斯安培定律：该方程描述了磁场与电流之间的关系。
它表明，在一个闭合曲面上的磁场的通量与该曲面内的电流和变化的电场有关。
∮B·dA=μ₀(∫J·dA+ε₀∫∂E/∂t·dA)3.法拉第电磁感应定律：该方程描述了磁场的变化对电场的影响。
它表明，磁场的变化会产生电场环路上的感应电动势。
∮E·dl = -d(∫B·dA)/dt4.安培环路定律：该方程描述了电场的变化对磁场的影响。
它表明，变化的电场会产生环路上的感应磁场。
∮B·dl = μ₀∫J·dA + μ₀ε₀∫∂E/∂t·dA这些方程组成了描述电磁场的基本规律，可以用于分析电机中的瞬态电场和磁场。
在电机中，电流通过线圈产生磁场，磁场通过磁路产生力，力则驱动电机运转。
MAXWELL方程组可以用于分析电机中的电场和磁场变化。
以电机启动为例，启动时电机中的电场和磁场会发生急剧变化。
我们可以利用MAXWELL方程组分析这个过程。
首先，根据高斯定律，我们可以计算出电场在空间中的分布。
电场的分布与电荷密度相关，在电机线圈中的电荷密度会随着电流的变化而变化。
然后，根据高斯安培定律和安培环路定律，我们可以计算出磁场在空间中的分布。
瞬态电磁场分析计算方法研究
瞬态电磁场分析计算方法研究一、瞬态电磁场基础概念瞬态电磁场是指随着时间变化的电磁场，由于其具有复杂性和强烈的非线性特性，分析瞬态电磁场需要非常精细的计算方法。
电磁场由电荷和电流产生，当电荷和电流变化快速时，将产生强烈的瞬态电磁场。
一些重要的应用领域，例如雷达，无线电通信，电力系统和电子设备等，都需要研究瞬态电磁场，因为它们具有许多微弱同时又非常重要的效应。
二、瞬态电磁场计算方法计算瞬态电磁场的方法可以分为两种，即数值法和解析法。
数值法基于数值模拟，可以模拟各种物理现象，包括电荷和电流的变化以及其对电磁场的影响。
解析法则基于解析模型，通过解析电磁场的方程来计算电磁场的分布。
两种方法各有优缺点，需要根据应用需求选择合适的方法。
1. 数值法(1) 有限差分法在有限差分法中，将计算区域离散成网格，然后将瞬态电磁场方程数值化。
有限差分法是瞬态电磁场计算最常见也是最简单的方法，其精度可以通过增加网格的数目来提高。
有限差分法适用于简单的几何形状和小型模型。
(2) 有限元法有限元法可以处理不规则的几何形状和大型模型，其基本思想是将瞬态电磁场方程映射到连续的三角形或四边形元素上，然后用数学方法求解。
有限元法需要先进行预处理，即建立有限元模型、分解矩阵系数、处理边界条件等，因此计算复杂度较高。
(3) 时域积分法时域积分法可以直接处理瞬态电磁场方程，在时域内求解电流密度和电场分布，然后将其转换为频域的形式，在频域外推求得瞬态电磁场。
时域积分法适用于处理任意几何形状和复杂的电荷和电流形式，但计算复杂度很高。
2. 解析法(1) 分析解法分析解法是通过解析求解瞬态电磁场方程来计算电场的分布。
分析解法适用于特定的几何形状和边界条件，并且可以在较短的时间内得到解析解，因此适用于瞬态电磁场短时间内的快速计算，但不能用于计算较复杂的几何形状。
(2) 半解析解法半解析解法是结合有限元法和分析解法的优势而发展出来的一种方法。
它可以处理较复杂的几何形状，并且通过使用分析解法来处理区域内的一些部分，再用数值方法来处理其他部分。
瞬态分析
1 研究背景和意义
1 研究背景和意义
1 研究背景和意义
模态叠加法进行瞬态动力分析的基本步骤： （1）建造模型； （2）获取模态解； （3）获取模态叠加法瞬态分析解； （4）扩展模态叠加解； （5）观察结果。
2 问题描述
如图1所示为工作台与其四支撑力。计算在下列已知条件下该系统 的瞬态响应。
附录：数值计算程序(即命令流)
CM,_Y,AREA ASEL, , , , 1 CM,_Y1,AREA CHKMSH,'AREA' CMSEL,S,_Y
AMESH,_Y1 CMDELE,_Y CMDELE,_Y1 CMDELE,_Y2 TYPE, 2 MAT, 1 REAL, 2 ESYS, 0 SECNUM, LPLOT FLST,2,4,4,ORDE,2 FITEM,2,5 FITEM,2,-8 LMESH,P51X FINISH
瞬态分析
主要内容
1 研究背景和意义 2 问题描述 3 数值计算 4 结果分析 5 参考文献 附录：数值计算程序(即命令流)
变截面杆的拉伸分析
1
1 研究背景和意义
瞬态动力学分析用于确定结构在任意时间随载荷变化作用 下响应的一种分析方法，也称为时间历程分析。ANSYS瞬态动 力学分析可以考虑材料、接触、几何非线性，也就是说允许各 种非线性行为。 瞬态动力学分析可采用三种方法：完全（Full）法，缩减 （Reduced）法及模态叠加法。 Full法采用完整的系统矩阵计算瞬态响应，它是3中方法中 功能最强的，允许包含各类非线性特性（塑性、大变形、大应 变等）。 Reduced法通常采用主自由度和减缩矩阵来压缩问题的规 模。主自由度的位移被计算出来后，解可以被扩展到出事的完 整DOF集上。 Mode Superposition法通过对模态分析得到的振型（特征 值）乘上因子并求和来计算出结构的响应。
[指导]ANSYS瞬态动力学分析步骤
![[指导]ANSYS瞬态动力学分析步骤](https://img.taocdn.com/s3/m/05e88790bdeb19e8b8f67c1cfad6195f312be804.png)
瞬态动力学分析步骤进行瞬态动力学分析主要有：FULL（完全法）、Reduced（缩减法）和Mode Superposition（模态叠加法）。
书上介绍的一般都是FULL法，其分析过程主要有8个步骤：（1）前处理（建立模型和划分网格）（2）建立初始条件（3）设定求解控制器（4）设定其他求解选项（5）施加载荷（6）设定多载荷步（7）瞬态求解（8）后处理（观察结果）1 Full法步骤具体步骤如下：第1步：载入模型Plot>V olumes第2步：指定分析标题并设置分析范畴1 设置标题等Utility Menu>File>Change TitleUtility Menu>File> Change JobnameUtility Menu>File>Change Directory2 选取菜单途径Main Menu>Preference ,单击Structure,单击OK第3步：定义单元类型Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete,出现Element Types对话框, 单击Add出现Library of Element Types 对话框,选择Structural Solid,再右滚动栏选择Brick 20node 95,然后单击OK，单击Element Types对话框中的Close按钮就完成这项设置了。
第4步：指定材料性能选取菜单途径Main Menu>Preprocessor>Material Props>Material Models。
出现Define Material Model Behavior对话框,在右侧Structural>Linear>Elastic>Isotropic,指定材料的弹性模量和泊松系数，Structural>Density指定材料的密度，完成后退出即可。
瞬态电磁场求解的有限元方法
瞬态电磁场求解的有限元方法随着现代电器电子技术的不断发展，电磁场问题日益成为学术研究和实际应用的热点。
近年来，有限元方法在求解电磁场问题中得到越来越广泛的应用。
本文将重点介绍瞬态电磁场求解的有限元方法。
一、瞬态电磁场的特点瞬态电磁场指随时间而变化的电磁场，其特点是具有瞬时响应、非线性和时间依赖性。
对于瞬态电磁场问题的求解，往往需要采用时域方法，即将时间作为独立变量进行计算。
在这种情况下，有限元方法是一种比较常用的数值方法。
二、有限元方法的基本原理有限元方法是一种数值计算方法，它将有限大的问题分成无限小的单元，通过单元间的相互作用得到整个问题的解。
有限元方法的核心是建立有限元模型，即将实际问题所描述的连续空间离散化为有限个节点和元素。
对于瞬态电磁场问题，有限元方法的求解过程可以分为以下几个步骤：1.建立有限元模型；2.选择适当的时间步长和时间积分格式；3.求解线性方程组；4.计算感兴趣的电磁量。
三、有限元模型的建立有限元模型的建立是求解瞬态电磁场问题的第一步。
一般来说，有限元模型包括几何模型、网格模型和物理模型。
几何模型是对实际问题的几何形状进行描述，通常采用CAD软件进行建模。
网格模型是将几何模型离散化，它由许多节点和单元组成，通常采用Tetrahedron模型。
物理模型则是对问题的物理性质进行描述，包括材料性质和边界条件。
四、时间步长和时间积分格式的选择时间步长和时间积分格式的选择是求解瞬态电磁场问题的关键。
时间步长应该足够小，以满足数值稳定性条件。
一般来说，时间步长的选择与有限元网格大小相关，通常采用自适应时间步长算法。
时间积分格式的选择也很重要。
常用的时间积分格式有欧拉格式、中点格式和四阶龙格-库塔格式等。
不同的时间积分格式有不同的精度和稳定性，应根据具体问题情况进行选择。
五、线性方程组的求解有限元方法最终要求解的是一个大的线性方程组。
通常采用迭代法求解线性方程组，包括共轭梯度法、GMRES法等。
ANSYS电磁场分析指南第八章3-D瞬态磁场分析（棱边单元法
第八章３-D瞬态磁场分析（棱边单元法）8.1 用棱边元方法进行3-D瞬态分析用棱边元方法进行3-D瞬态分析的步骤与下一章的用MVP方法进行瞬态分析的步骤大体一样，只不过它们使用不同的自由度和运算法则，棱边元方法使用Frontal、sparse、JCG和ICCG求解器。
参见《ANSYS基本过程手册》中求解器的详细介绍。
ANSYS支持3D静态、时谐、瞬态棱边单元分析。
前面两章讨论的是静态和时谐分析，本章讨论瞬态分析。
8.2 3-D瞬态磁场分析（棱边元方法）的步骤1. 在GUI菜单过滤中选定Magnetic-Edge项2. 定义任务名和题目 命令：/FILNAME和/TITLEGUI:Utility Menu>File>Change JobnameUtility Menu>File>Change Title3. 进入ANSYS前处理器 命令：/PREP7GUI:Main Menu>Preprocessor4. 选择SOLID117单元 命令：ET,solid117GUI:Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete5. 定义SOLID117单元选项 对导电区用AZ-VOLT自由度，对不导电区用AZ自由度。
命令：KEYOPTGUI:Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete与第七章“谐波分析”描述的类似6．定义材料特性 对涡流区必须说明电阻值RSVX，材料定义的过程详见第二章。
7．建立模型 用Main Menu>Preprocessor>-Modeling-界面。
8. 赋予特性 命令：VATT GUI: Main menu>Preprocessor>-Attributes-Define9. 划分网格（用Mapped网格） 命令：VMESH GUI:Main Menu>Preprocessor>-Meshing-Mesh>-Volumes-Mapped10. 进入求解器 命令：/SOLUGUI:Main Menu>Solution11．给模型边界加磁力线平行和磁力线垂直边界条件 命令：DAGUI:Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Magnetic-Boundary用AZ=0来模拟磁力线平行边界条件，磁力线垂直边界条件是自然边界条件，无需说明。
nsys电磁场分析指南 第九章 3d静态、谐波和瞬态分析(节点法
第九章3-D静态、谐波和瞬态分析（节点法）9.1节点法（MPV）进行3D静态磁场分析3-D节点法磁场分析的具体步骤与2-D静态分析类似，选择GUI参数路径Main Menu>Preferences> Magnetic-Nodal，便于使用相应的单元和加载。
与2-D静态分析同样的方式定义物理环境，但要注意下面讨论的存在区别的地方。
9.1.1 选择单元类型和定义实常数对于节点法3 –D静磁分析，可选的单元为3D 矢量位SOLID97单元，与2D 单元不同。
自由度为：AX,AY,AZ。
3D矢量位方程中，用INFIN111远场单元（AX、AY、AZ三个自由度）来为无限边界建模。
9.1.1.1定义实常数对于载压和载流绞线圈（只有SOLID97单元），必须定义如下实常数：9.1.1.2 速度效应可求解运动物体在特定情况下的电磁场，2-D静磁分析讨论了运动体的应用和限制，在3-D中，只有SOLID97单元类型能通过设置单元KEYOPT选项来考虑速度效应。
9.1.2 定义分析类型用与2D静态磁场分析相同的方式定义3D静态磁场分析，即，可以通过菜单路径Main Menu>Solution>New Analysis、或者用命令ANTYPE,STATIC,NEW来定义一个新的静态磁场分析；或者用ANTYPE,STATIC,REST 命令来重启动一个3-D 分析。
如果使用了速度效应，不能在3D静态分析(ANTYPE,STATIC)中直接求解具有速度效应的静态直流激励场，而要用具有很低频率的时谐分析(ANTYPE,HARMIC)来完成。
9.1.3 选择方程求解器命令：EQSLVGUI：Main Menu>Solution>Analysis Options3D模型建议使用JCG或PCG法进行求解。
而对于载压模型、载流模型、或有速度效应的具有非对称矩阵的模型，只能使用波前法、JCG法、或ICCG法求解。
变电站电磁瞬态过程的Prony分析
ANSYSMaxwell瞬态分析案例解析
1.Maxwell 2D: 金属块涡流损耗（一）启动W o r k b e n c h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。
（二）建立电磁分析1.双击Workbench平台左侧的Toolbox→Analysis Systems→Maxwell 2D此时在ProjectSchematic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 2D→Solution Type命令，弹出Solution Type对话框(1)Geometry Mode:Cylinder about Z(2)Magnetic:Transient(3)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.选择菜单栏中Draw→Rectangle 命令，创建长方形在绝对坐标栏中输入：X=500，Y=0，Z=0，并按Enter键在相对坐标栏中输入：dX=20，dY=0，dZ=500，并按Enter键2.选中长方形，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=50，dY=0，dZ=0，并按Enter键弹出Duplicate along line对话框，在对话框中Total Number:3，然后单击OK按钮。
3.选中3个长方形右击，在快捷菜单中选择Assign Material命令，在材料库中选择Aluminum，然后单击OK按钮。
ANSYS培训教程：瞬态动力学分析的基本步骤
ANSYS培训教程：瞬态动力学分析的基本步骤用不同的瞬态动力学方法进行分析时，进行瞬态动力学分析的过程不尽相同。
下面我们首先描述如何用完全法进行瞬态动力学分析的基本步骤，然后在列出用缩减法和模态叠加法时的不同地方。
完全法瞬态动力学分析过程由三个主要步骤组成：1．建模2．加载及求解3．结果后处理模型的建立建模过程和其它类型的分析类似，但应注意以下几点：1．可以用线性和非线性单元。
2．必须指定弹性模量EX(或某种形式的刚度)和密度DENS(或某种形式的质量)，材料特性可以是线性的或非线性的，各向同性的或各向异性的，恒定的或和温度有关的。
在划分网格时需要记住以下几点：1. 有限元网格需要足够精度以求解所关心的高阶模态；2. 感兴趣的应力应变区域的网格密度要比只关系位移的区域相对加密一些；3．如果想包含非线性，网格应当细到能够扑捉到非线性效果。
例如，对于塑性分析来说，它要求在较大塑性变形梯度的平面内有一定的积分点密度，所以网格必须加密；4．如果对波传播效果感兴趣，网格应当细到足以解算出波。
基本准则是沿波的传播方向每一波长至少有20个单元。
加载并求解在这一步中，要定义分析类型及选项，加载，指定载荷步选项，并开始有限元求解。
具体步骤如下：1．进ANSYS求解器命令：/SOLUGUI：Main Menu | Solution2．指定分析类型和分析选项（1）指定分析类型(ANTYPE)选择开始一个新的分析。
如果已经完成了静力学预应力或完全法瞬态动力学分析并准备对时间历程进行延伸，或者想重新启动一次失败的非线性分析，则可用Restart。
(Restart要求初始求解过程中生成的文件Jobname.EMAT，Jobname.ESAV及Jobname.DB存在。
新得到的解结果将被附加在初始结果文件Jobname.RST中)。
从弹出的对话框中选择瞬态动力学分析(Transient)，并指定位完全法(Full)。
对于质量阵形成方法(Mass Matrix Formulation)建议在大多数分析应用中采用缺省的质量阵形成方式。
Maxwell瞬态求解器电磁力分析（转载啊）
Maxwell瞬态求解器电磁力分析（转载啊）Maxwell顺态求解器电磁力分析ANSYS有限元仿真 2016年12月2日621问题描述：求解一段通有正弦交流电的直导线在某一稳态磁场中的受力情况，并简单验证仿真结果。
模型介绍：如上几何模型中10mm边长立方体代表永磁体，材料属性为材料库中的NdFe35,修改磁化方向为X方向，其他属性不变，如下图所示。
其中黄色圆柱体代表铜导线，红色框线代表求解区域（真空）。
导线端面与求解域重合，电流不会泄漏以便顺利计算。
Maxwell求解树如下：Solution type: Transient瞬态求解器Boundaries:未指定，系统选取默认求解边界。
Excitations: 添加绕组Wingding1，绕组激励类型为电流（绞线），电流函数sin(pi*ti me)，即周期为2秒，幅值为1A，初相位0的正弦曲线。
然后在线圈上添加激励加载面（铜线的两个端面）。
截面绞线数量相同都为1且电流方向一致。
如下图所示。
Parameters:选择圆柱导线，然后添加右击Parameters选择Assign>Force即可。
Mesh Operations:对圆柱体划分网格尺寸为0.4mm，磁铁网格尺寸4mm。
模型网格如下。
Tips：Q1:如果发现上面的网格剖分结果不理想（太密或太疏），如何重新设置重新剖分？A1：project manager--->Analysis---->右击------>revert to initial mesh---->重新设置网格尺寸（这步操作必须要，否则，就算你重新设置了网格尺寸，你得到的依然是第一次网格剖分的结果）Q2:从新设置网格尺寸后，怎么应用设置进行划分，并查看网格划分效果？A2：操作方法：project manager--->Analysis---->右击------>apply mesh operation s；然后project manager--->field overlaps---->右击------>plot mesh---->弹出对话框-----> DONE.Analysis：分析时间stop time 8sec即刚好2个正弦周期，timestep 0.1sec。
利用MAXWELL分析电机中的瞬态电场磁场
摘要在日常生活中，对于电机的应用无处不在，几乎所有用电设备都涉及到电机的应用。
而Ansoft Maxwell是一个款很强大的物理渲染器，用来分析电机十分方便。
在此，为了研究电机中磁场和电流的瞬态场情况，我们利用Ansoft Maxwell14.0分析了电机定子转子中的磁场和电流。
分析过程中按照建模、设置材料、设置激励、设置部分规则、设置求解规则等步骤最终成功模拟了电机中的瞬态场，并得到了磁体中的磁场强度矢量图等图。
目录1 建模 (1)1.1 创建定子模型 (1)1.2 创建转子模型 (2)1.3 创建转子线圈 (2)1.4创建激励电流加载面 (3)1.5 创建Region区域 (3)1.6 旋转转子 (3)2 设置材料 (4)3.设置激励 (4)3.1 定义绕组 (4)3.2 设置外部激励电路 (5)3.3 在Maxwell 3D下设置外部激励 (5)4 设置剖分规则 (5)5 设置涡流效应 (5)6 设置求解规则 (5)7 CHECK & RUN (6)8 后处理 (6)8.1 绘制模型中间对称面上磁体中的磁场强度矢量图 (6)8.2 绘制模型中间对称面上磁体中的电流强度幅值图 (7)8.3 绘出激励电流随时间变化的曲线 (7)1 建模打开maxwell 14.0 创建一个新的3D设计项目并将求解器设定为Transient类型，然后将几何尺寸单位设定为mm。
1.1 创建定子模型如图1-1所示，在坐标原点处创建两个同轴圆柱，然后将内部的圆柱体设置为空白部分，剩余的部分作为定子的外磁路。
结果如图1-2所示。
两圆柱体的参数如下图1-3，图1-4所示。
图1-1 图1-2图1-3再利用镜像复制两个小长方体，使其贴近定子外磁路的内侧，并将朝向远点一侧的裁成弧形，作为定子的俩个磁极。
如图1-5，图1-6所示。
最后将定子组合到一起。
1.2 创建转子模型仿照创建定子外磁路的方法，以原点为圆心创建一个空心圆柱作为转子。
基于FEM的瞬态电磁分析技术的研究
基于FEM的瞬态电磁分析技术的研究随着现代工业的发展，电磁现象越来越常见，在很多领域都扮演了非常重要的角色。
比如电动汽车、高速列车、飞机等交通工具的电力系统，电力输送和分配系统，电源、电机、电路的设计与分析等。
针对这些问题，研究出一套有效的电磁分析方法能够提高电磁系统的性能和效率，有着不可替代的重要作用。
本文将对基于有限元法（FEM）的瞬态电磁分析技术进行研究，并探讨其优势和局限性。
一、FEM的基本原理FEM是一种数值分析方法，解决的是给定边界条件下的微分方程模型问题。
它与其他数值方法相比，有着更广泛的应用范围，更好的数值精度和更容易获得物理图像的优点。
FEM的基本思想是将复杂的问题分为若干个更简单的问题（即子域），然后通过建立移植到全局坐标系的刚度矩阵和负载向量，使得在全局坐标系下解决问题。
FEM的关键在于选取良好的分割方式。
最终求解得到的是每个子域的局部解。
二、FEM在电磁问题中的应用FEM已在电磁学中得到广泛应用，可用于电场、静态磁场、电磁场、瞬态电磁场和非线性电磁场等问题的求解。
FEM能够很好地描述由不同介质构成的电磁系统中的现象，例如电容、电感、电阻、磁阻抗等等。
通过有限元分析，我们可以计算出在电路中不同部分之间的电势差、磁场强度、感应电动势等物理量，并且还能够分析电磁设备的瞬态响应。
三、FEM在瞬态电磁分析中的优势瞬态电磁分析技术在电动汽车、电机、电力设备等领域中具有重要的应用。
这时候，我们需要对电路中的瞬态响应进行计算。
FEM在瞬态电磁场的分析中具有以下优势：1. FEM能够对复杂电磁场进行计算。
电磁场的分布可能非常复杂，但是通过FEM，我们能够计算出每个点的电场和磁场强度，并分析不同点之间的相互作用。
2. FEM能够对不同介质之间的边值问题进行处理。
在电磁场计算中，有时候存在不同的介质间的界面问题。
这时候FEM能够很好地进行边值处理，从而精确计算出电势差、磁感应强度等物理量。
3. FEM能够考虑线性和非线性问题。
电路中的瞬态分析方法总结
电路中的瞬态分析方法总结在电路设计和分析过程中，瞬态分析方法是至关重要的工具。
通过瞬态分析，我们可以了解电路中电压和电流的动态变化情况，有助于判断电路的稳定性和响应速度。
本文将对常见的电路瞬态分析方法进行总结，包括直流瞬态分析和交流瞬态分析两方面。
一、直流瞬态分析方法直流瞬态分析主要是分析电路在开关状态发生改变时，电压和电流的快速响应过程。
常用的直流瞬态分析方法包括Step Response分析、Pulse Response分析和Transient Noise分析。
1. Step Response分析Step Response分析是通过输入直流方波信号来观察电路的响应情况。
步骤一般为：a) 在电路的输入端施加一个幅度固定的方波信号。
b) 观察电路在信号输入变化时，各个节点的电压和电流变化情况。
通过Step Response分析，我们可以了解电路在切换状态时的稳定性和响应时间。
2. Pulse Response分析Pulse Response分析主要是通过输入一个窄脉冲信号来观察电路的响应。
步骤一般为：a) 在电路的输入端施加一个窄脉冲信号。
b) 观察电路在信号输入变化时，各个节点的电压和电流变化情况。
通过Pulse Response分析，可以评估电路的带宽和响应速度。
3. Transient Noise分析Transient Noise分析主要是分析电路在瞬态干扰下的响应情况。
瞬态干扰可以来自电源噪声、开关时产生的电磁干扰等。
步骤一般为：a) 在电路的输入端施加一个瞬态噪声信号。
b) 观察电路在噪声信号输入时，各个节点的电压和电流变化情况。
二、交流瞬态分析方法交流瞬态分析主要是分析电路在交流信号变化时的响应情况，包括频率响应和相位响应。
常用的交流瞬态分析方法包括Frequency Response分析和Small-signal AC Response分析。
1. Frequency Response分析Frequency Response分析是通过输入正弦信号的不同频率来观察电路的响应，得到电路的频率特性。
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电磁激励器瞬态模型分析步骤
第1步：生成网格坐标
第2步：画模型图( 如图1)
（1）生成定子,定子齿和其内半径
（2）生成气隙
（3）生成线圈
（4）生成Band
（5）生成转子
（6）生成轴
注意事项：画完后，对Y=0坐标轴上的点进行校正
图1.电机结构图(Define Models)
第3步：指定材料属性
气隙和Band用“air”
线圈用“copper ”
定子，转子，轴用“iron”
第4步：指定边界条件和源
（1）在Y=0上的点分别向左，向右指定主从边界
（2）指定定子外边界，输入0Wb/m
（3）指定激励源：
1.指定变化的电压（如下表格），并设置电压变量V
2.设置线圈的电阻为
3.09欧姆，线圈的峰值电感为18毫亨，两个线圈各
有350匝
表1.电压随时间变化的函数表
第5步：定义运动求解选项
设置Band,分别指定正负转角极限值，和初始位置为：22度，-22度和15度第6步: 生成求解并绘制磁场曲线图（如图2）
图2 电机内部电磁场仿真图（转5度）
第7部：计算及曲线图的分析
条件：在磁滞损耗和铁芯损耗接为0的理想条件下，进行仿真
磁滞损耗与时间的函数图
铁芯损耗与时间的函数图
位置与角度：取初始位置为+15度，瞬时速度为0rpm时的磁场仿真图
角度与时间的函数图
转速与时间的函数图
结果：得到力矩，终端电压，电势，漏磁和绕组电流与时间的函数图像
磁力矩与时间的函数图
终端电压与时间的函数图（比较理想化类似于阶跃函数）
电势与时间的函数图
漏磁与时间的函数图
绕组电流与时间的函数图。