Maxwell课件
第2部分mawell方程式课件
第2部分mawell方程式课件一、教学内容本节课我们将探讨教材第十二章的Maxwell方程组。
详细内容包括四个基本方程:高斯定律、法拉第电磁感应定律、安培定律和无源电场的高斯定律。
我们将深入研究各个方程式的物理意义及其在电磁场中的应用。
二、教学目标1. 理解Maxwell方程组的物理意义和数学表达,掌握其基本原理。
2. 能够运用Maxwell方程组分析和解决实际问题,如电磁波的传播、电磁场的分布等。
3. 了解电磁学在现代科技领域的应用,激发学生对科学研究的兴趣。
三、教学难点与重点难点:Maxwell方程组中各方程式的相互关系和综合应用。
重点:四个基本方程的物理意义、数学表达及其在电磁场中的应用。
四、教具与学具准备教具:PPT课件、黑板、粉笔、电磁学实验器材。
学具:笔记本、教材、计算器。
五、教学过程1. 导入:通过展示电磁波的传播、无线充电等实际应用,引出本节课的主题——Maxwell方程组。
2. 知识讲解:1) 高斯定律:介绍其物理意义,给出数学表达式,并通过实验演示电荷分布与电场的关系。
2) 法拉第电磁感应定律:讲解磁场变化产生电场的过程,给出方程式,并通过实例进行分析。
3) 安培定律:阐述电流与磁场的关系,给出方程式,结合实验讲解。
4) 无源电场的高斯定律:解释电场无源的含义,给出方程式,进行例题讲解。
3. 随堂练习:针对每个方程式,设计相应的练习题,让学生现场解答,巩固所学知识。
4. 应用拓展:介绍Maxwell方程组在通信、能源、医疗等领域的应用,激发学生兴趣。
六、板书设计1. 黑板左侧:列出四个基本方程的名称及数学表达式。
2. 黑板右侧:展示相关例题和解题过程。
3. 课件:配合讲解,展示相关图片、动画和公式。
七、作业设计1. 作业题目:1) 解释高斯定律的物理意义,并给出其数学表达式。
2) 法拉第电磁感应定律在实际应用中的一个例子。
3) 安培定律在电磁场中的应用。
4) 无源电场的高斯定律与有源电场的高斯定律的区别。
《电磁学Maxwell》课件
学的重要性。
5
安培定律
了解安培定律和它在Maxwell方程组中的 作用。
电磁波
1 什么是电磁波
学习电磁波的基本定义、特性,以及电磁波 的传播方式。
2 电磁波的传播规律
探索电磁波如何在空间中传播,以及传播速 度的特点。
3 电磁波的性质
研究电磁波的频率、波长和能量等性质。
4 电磁波的应用
了解电磁波在通信、医学和科学研究等领域 的广泛应用。
《电磁学Maxwell》PPT课 件
让我们一起探索电磁学!本课程将介绍电学基础、磁学基础、Maxwell方程组、 电磁波以及电磁学的实际应用。
电学基础
什么是电学
学习电的基本原理,电荷与 电场的关系,以及静电场的 特性。
电荷与电场
了解电荷的性质,并学习电 荷如何产生电场以及电场的 作用。
电场叠加原理
展望电磁学在未来的科学、技术和社会发展中的潜 力。
探索不同电荷在空间中产生 的电场如何相互叠加。
磁学基础
1 什么是磁学
揭示磁学的基本概念,包括磁场的定义、性 质和作用。
2 磁场
了解磁场是如何由磁物体产生并对其他物体 产生作用的。
3 静磁场
探索静止磁场的特性和行为,以及磁场与电 荷的相互作用。
4 磁场叠加原理
了解多个磁场如何叠加,并研究叠加后磁场 的性质。
应用实例
电动机的工作原理
研究电磁学在电动机中的应用, 以及电动机的工作原理和效率。
带电粒子在磁场中的 运动
探索带电粒子在磁场中的受力 情况和运动轨迹。
电磁辐射的防护技术
了解电磁辐射对人体健康的影 响及相关防护技术。
结束语
总结
总结本课的重点内容,并强调电磁学的重要性和应 用前景。
武大电动力学课件13介质Maxwell方程
电磁兼容:Maxwell方程是电磁兼容理论的基础,广泛应用于电磁兼容设计、电磁兼容测试等领域。
电磁场理论:Maxwell方程是电磁场理论的核心,广泛应用于电磁场计算、电磁场仿真等领域。
Part Five
Maxwell方程的拓展
电磁场与物质相互作用:Maxwell方程描述了电磁场与物质相互作用的规律,为电磁场在材料科学、生物医学等领域的应用提供了理论支持。
电磁场与能量转换:Maxwell方程描述了电磁场与能量转换的规律,为电磁场在能源、环境等领域的应用提供了理论支持。
添加标题
应用前景
电磁波理论:Maxwell方程是电磁波理论的基础,广泛应用于无线通信、雷达、微波等领域。
创新意义:Maxwell方程为电磁学的发展提供了新的思路和方法,推动了电磁学的创新和发展
教育意义:Maxwell方程是物理教育的重要内容,有助于培养学生的科学素养和创新能力
展望价值
理论价值:Maxwell方程是电磁学的基础,对电磁现象的解释和预测具有重要意义
应用价值:Maxwell方程在电磁波、电磁场、电磁感应等领域有广泛应用,对科技发展具有推动作用
推导出Maxwell方程,为后续电磁场理论研究奠定基础
理解Maxwell方程在电磁场理论中的重要性和地位
掌握电磁场与物质相互作用的基本方程
Part Three
Maxwell方程的表述
表述形式
微分形式:描述电磁场与电荷、电流的关系
微分积分形式:描述电磁场与电荷、电流的关系
积分形式:描述电磁场与电荷、电流的关系
非线性介质:在非线性介质中,Maxwell方程需要考虑介质的电导率和磁导率的非线性关系。
Maxwell超级电容-PPT精品文档67页
SITRAS® SES - 解决方案
储能系统: 基站或在车上
时间 t1 1号车刹车
储能系统储存刹车能量
时间 t2 2号车加速
储能系统放出能量
应用: 交替送出储存的刹车能量,用于车辆再加速
10.08.01
Saved energy
Reduction of the power need by 50 kW
Energy saving of 340.000 kWh per year and per installation
thermal limit 68 kWh/h
13.08.01
Ultracapacitors l Microelectronics l High-Voltage Capacitors
庞巴迪运输系统的MITRAC
MITRAC energy saver
Ultracapacitors l Microelectronics l High-Voltage Capacitors
风力发电机变桨系统
变桨系统储能装置
每个变桨系统配有一个 超级电容紧急供电装置
开关盒 包含2600F的
超级电容
超级电容因如下原因代 表着一个理想的应急供 能系统: • 提高了安全水平 • 高可靠性 • 效率 • 可扩展性
75 V, 81 F 超级电容模块
4 模块串联驱动 300 V 3-5 MW风电场的
• BOOSTCAP module: 48 BCAP0010 112 V, 55 F 40 kW 尖峰电力
Sizing Your System
Ultracapacitors l Microelectronics l High-Voltage Capacitors
Maxwell课件
maxwell方程对工程技术的贡献
推动电气工程技术的发展
Maxwell方程组为电气工程提供了理论基础,推动了电 力、电信、电子等技术的发展。
促进通信技术的进步
Maxwell方程组为无线通信技术的发展提供了理论基础 ,如电磁波的传播、天线设计等关键技术都依赖于 Maxwell方程组的描述。
支持材料科学的研究
Maxwell方程组对于材料中电磁波的传播、散射、反射 等特性的描述,为材料科学的研究提供了重要工具。
maxwell方程对未来科技发展的启示
1 2
支持未来通信技术的研究
Maxwell方程组将继续为无线通信技术的发展 提供理论基础,如5G、6G等新一代通信技术的 研究。
指导新材料的研发
Maxwell方程组对于材料中电磁波特性的描述 ,将为研发新型功能材料提供重要指导。
描述电磁波的传播特性
Maxwell方程组揭示了电磁波的存在、传播速度以及与物质的相 互作用规律,奠定了电磁学的基础。
统一电磁场理论
通过引入高斯定律和安培定律,Maxwell方程组将电场和磁场统 一为一个完整的电磁场理论。
预测电磁波的存在
Maxwell方程组预测了电磁波的存在,为后来的无线通信、雷达 等技术的发展奠定了理论基础。
maxwell课件
2023-10-30
目录
• maxwell方程的推导 • maxwell方程的应用 • maxwell方程的解 • maxwell方程与相对论的关系 • maxwell方程的意义与价值
01
maxwell方程的推导
静电学中的maxwell方程
静电学中的麦克斯韦方程组是由安培环路定律、法拉第电磁感应定律和库仑定律组合而成 的。
《Maxwell方程式》课件
该方程式是在前人研究的基础上 逐步完善的,Maxwell将其整合
为一个完整的理论体系。
Maxwell方程式的提出经历了漫 长的探索过程,Maxwell在实验 和理论上都做出了杰出的贡献。
02
CHAPTER
maxwell方程式的基本概念
电场和磁场的基本概念
总结词
理解电场和磁场的基本概念是理解Maxwell方程式的基础。电场是由电荷产生 的,而磁场是由电流和磁荷产生的。
03
无线通信
无线通信利用电磁波传递 信息,如手机、无线网卡 、蓝牙等。
雷达
雷达通过发射电磁波并接 收反射回来的信号,可以 探测目标的位置、速度和 方向等信息。
电磁炉
电磁炉利用电磁波产生涡 流加热食物,具有高效、 环保、安全等优点。
电磁波的干扰和防护
电磁干扰
电磁波的干扰可能导致电子设备性能 下降、信号传输错误等问题,如电磁 噪声、电磁辐射等。
Maxwell方程式是物理学中的 基本方程之一,它描述了电磁 场的运动规律和相互作用。
该方程式的提出为电磁学的发 展奠定了基础,对现代科技领 域产生了深远的影响。
Maxwell方程式在通信、电子 、能源等领域都有着广泛的应 用,是现代工业和科技发展的 重要支撑。
maxwell方程式的历史发展
Maxwell在19世纪60年代提出 了著名的Maxwell方程式,这标
05
CHAPTER
maxwell方程式的实验验证
实验验证的方法和步骤
01
02
03
04
实验准备
准备实验所需的设备,如磁场 测量仪、电场测量仪、粒子加
速器等。
实验设置
设置实验环境,包括磁场和电 场的强度、方向等参数。
第2讲_Maxwell方程
Research Institute of Antennas & RF Techniques South China University of Technology
第二讲 Maxwell方程
Maxwell方程的对称性
杨振宁说:对称性决定支配方程。居里(Pierre Curie) 说:不对称性创造世界。 Maxwell方程充分显示了电与磁的对称性,但发现这一对 称性却是从不对称性开始的。 历史上磁学发展最早,早在16世纪吉尔伯特就著有《论 磁学》,1820年丹麦学者奥斯特(Oersted)首先发现电流 可以产生磁,并创造了Electromagnetics一词。
v 故对时变场也有 ∇ ⋅ D = ρ
Research Institute of Antennas & RF Techniques South China University of Technology
。
第二讲 Maxwell方程
v v ∂ 同理由第二式可得 ∇ ⋅ B = 0 ,由于静态场时 ∇ ⋅ B = 0 ∂t v 故对时变场也有 ∇ ⋅ B = 0 。
v ∂ r v ⎧ ds × H = ∫ Jdv + ⎪ ∫s v ⎪ ∂t ⎨ v r v ⎪ ds × E = − ∂ Bdv ⎪ ∫s ∂t ∫v ⎩
∫
v
v Ddv (2 − 5)
物理意义是什么?
Research Institute of Antennas & RF Techniques South China University of Technology
(2 − 3)
以及
v ∂ρ ∇⋅ J = − ∂t
Research Institute of Antennas & RF Techniques South China University of Technology
Ansoft_Maxwell简介与电场仿真实例 ppt课件
建模完毕
Blank Parts: Outer; Tool Parts: Air
3.设置激励源 激励源:内芯电压:-1kV;外屏蔽层电压1kV 选中Inner模型,设置电压-1kV
Maxwell 3D > Excitations > Assign > Voltage. 选中Outer模型,设置电压1kV
双击改名:Inner单击改模型Βιβλιοθήκη 色单击设置材料 :copper
继续建模:绘制外层屏蔽层模型 选中已建立的Inner模型,Ctrl+C, Ctrl+V
建立第2个圆柱体,命名为Outer,材料:Copper
双击修改模型尺寸 同理,建立第3个圆柱体,半径改为1mm,命名为Air,材料:vacuum 从Outer模型中减去Air模型,得到外层屏蔽层模型。
瞬态场(Transient Field)
用于求解某些涉及到运动和任意波形的电压、电流源激励的设 备。该模块能同时求解磁场、电路及运动等强耦合的方程,因 而可轻而易举地解决上述装置的性能分析问题。
Ansoft仿真步骤
选择求解器类型 建模
设置材料属性(电 导率,介电常数, 磁导率等)
设置激励源和边界条件 自适应网格剖分
3. Ansoft Maxwell 简介
徐征 重庆大学
Ansoft Maxwell
Ansoft公司的Maxwell 是一个功能强大、结果精确、易于使用的二 维/三维电磁场有限元分析软件。包括静电场、静磁场、时变电 场,时变磁场,涡流场、瞬态场和温度场计算等,可以用来分 析电机、传感器、变压器、永磁设备、激励器等电磁装置的静 态、稳态、瞬态、正常工况和故障工况的特性。
Maxwell 还可产生高精度的等效电路模型以供Ansoft 的SIMPLORER 模块和其它电路分析工具调用。
《麦克斯韦电磁理论》课件
电流的磁效应
安培环路定律
描述了电流在其周围空间产生的磁场的闭合回路定律,即电 流在其周围空间产生的磁感应线总是形成一个闭合回路,且 回路上的磁感应线数与穿过回路的电流数相等。
互感现象
当两个线圈中有一个线圈中的电流发生变化时,另一个线圈 中产生感应电动势的现象,互感现象是电磁感应的一种表现 形式。
电磁感应定律
《麦克斯韦电磁理论》ppt课 件
CONTENTS
• 麦克斯韦生平简介 • 电磁理论的发展历程 • 麦克斯韦电磁理论的主要内容 • 麦克斯韦电磁理论的实验验证 • 麦克斯韦电磁理论的意义和影
响
01
麦克斯韦生平简介
麦克斯韦的成长经历
童年时期
展现出对科学的浓厚兴趣 ,经常进行简单实验。
学生时期
进入爱丁堡大学学习,后 转入剑桥大学,受到数学 家巴洛的影响,开始深入
对未来科技发展的启示
深入探索电磁波的应用
随着科技的发展,可以进一步探索麦克斯韦电磁波在信息传输、 能源利用等领域的应用。
创新实验验证手段
未来可以通过更先进的实验手段验证麦克斯韦的理论预言,推动物 理学实验技术的发展。
启发新理论
麦克斯韦的电磁理论仍有许多未解之谜,可以启发未来的新理论探 索和创新。
谢谢您的聆听
电磁波的预言
总结词
麦克斯韦预言了电磁波的存在,并给 出了电磁波在真空中传播的速度等于 光速的结论。
详细描述
这一预言是基于麦克斯韦方程组的推 导,揭示了光的本质是电磁波,为后 来光学的进一步发展奠定了基础。
光的电磁理论
总结词
光的电磁理论是麦克斯韦提出的一种理论,将光解释为电磁波的一种表现形式 。
详细描述
该理论认为光是由电磁场中的振荡波产生的,解释了光的反射、折射、干涉和 衍射等现象,成为现代光学的基础。
《电磁学Maxwell》PPT课件
小结
Maxwell生在电磁学已经打好基础的年代; 及 时 总 结 了 已 有 的 成 就 〔Faraday 、 Thomson>,
提出问题; 深刻洞察超距作用学派理论的困难和不协调因素,
看穿那种力图把电磁现象归结于力学体系的超距 作用理论的根本弱点; 从类比研究入手,借助于数学工具,在理想思维的基 础上建立模型,甩掉一切机械论点,径直把位移电流 和电磁场作为客体摆在电磁理论的核心地位,开创 了物理学的又一个新起点.
动2好006.像12 是介质中分子的旋转运动
Maxwell的分子涡旋模型
小球——电以太, 受电力的作用会移 动 ——电流
六角形-磁以太, 绕磁力线旋转成右 手螺旋关系
两者象齿轮一样互 相啮合
2006.12
当电流从A—B流动时
当电流从A—B流动时,电 以太沿AB移动〔滚动前 进〕
电以太移动使与之啮合 的上下两排磁以太分别 按逆时针和顺时针方向 旋转,并依次带动上下各 排——形成与电流成右 手螺旋关系的空间磁力 线
2V4
1839年,Gauss定理
AndS AdV
1854年Stoxes定理Adl( A )ndS
2006.12
建立电磁现象的统一理论
这一切成果标志:建立电磁场理论的 时机成熟
摆在物理学家面前的课题是把已发现 的各个规律囊括起来,建立电磁现象的 统一理论.
Maxwell总结前人的工作,为电磁理论 的建立作出了卓越的贡献
2006.12
Weber的结论
首先由电流元相互作用的安培公式导出了 运动电荷相互作用力的具体公式
然后写出了两运动电荷之间的相互作用能 从而得到两载流线圈的相互作用能U 由此得到运动载流线圈 l 中的感应电动势
2024版MAXWELL使用说明教学课件
THANKS
感谢观看
自定义模型创建方法及步骤演示
在MAXWELL中,可以通过基本几何体素(如长方体、圆柱体、球体等)的组合和变换 来创建自定义模型。
创建自定义模型的步骤包括:选择基本几何体素、设置体素参数、进行布尔运算(如并 集、交集、差集等)、应用变换(如平移、旋转、缩放等)。
在创建过程中,可以使用MAXWELL提供的测量和定位工具来辅助操作。
05
04
状态栏
显示当前操作状态和相关提示信息。
菜单栏功能详解
文件菜单
包括新建、打开、保存、另存为、关闭和退出 等选项,用于管理MAXWELL项目文件。
01
视图菜单
控制界面元素的显示与隐藏,如工具 栏、状态栏和功能区域等。
03
窗口菜单
管理打开的窗口和视图,如层叠、平铺和排 列等。
05
02
编辑菜单
提供撤销、重做、剪切、复制、粘贴和删除 等编辑操作。
网格密度控制
在关键区域使用较密的网格,以 提高求解精度;在非关键区域使 用较疏的网格,以节省计算资源。
网格质量检查
检查生成的网格质量,避免出现 畸形网格,确保求解的稳定性和 准确性。
材料属性设置及参数调整
材料属性定义
根据实际问题定义材料的电磁属性,如介电常数、磁导率、电导率等。
参数调整与优化
根据仿真结果和实际需求,调整材料属性参数,以获得更准确的仿真结果。同时,也可以通过参数优化来改进产 品设计或工艺流程。
MAXWELL使用说明教学课 件
目 录
• 软件介绍与安装 • 界面功能与操作指南 • 电磁场仿真基础知识 • 模型建立与编辑技巧 • 仿真分析与结果展示 • 高级功能应用与拓展学习
第7电磁感应与Maxwell方程组PPT课件
感应电动势。
[解]: B 0 I 2 r
顺时针为矩形线圈的绕
d
b
行正方向,
ds=ldr
I
dΦ B cos 00 ds 0 I l dr 2 r
r dr 9
Φ dБайду номын сангаас= db 0 I ldr
d 2 r
d
b
0I0l sin t ln d b I
2
应用 热效应、电磁阻尼效应.
24
25
二、感生电场与静电场的区别:
The Deferences Between Induced Electric Field and Electrostatic Field
感生电场
静电场
1.涡旋场,电力线是闭 合的;
1.无旋场,电力线不 闭合;
2. E感 dl 0
eB
而
d( mv ) dt
eE感
e
2 R
ddt( d R2B) -(2)
式中 B 为电子圆形轨道区域内的平均磁感应强度。
36
对(1)求导得:
dB dt
1 eR
ddt(mv)--(3)
比较(2)、(3)两式,得 dB 1 dB
dt 2 dt
B 1B 2
--B必须满足一定条件
37
§7.4 自感 (self-induction) 一、自感现象 (self-induction phenomenon) 当回路中电流随时间变化时,通过回路自身
4)统一积分变量,确定积分上、下限,求出ε;
5)根据积分的正负或由 v B 的方向确定ε
的正方向。 15
[例7-2]一长直载流导线,通有电流I,其旁共面
Maxwell课件
超材料与超表面
超材料
具有天然材料不具备的超常物理性质的人工复合材料。
超表面
具有超常光学特性的二维材料,可实现对电磁波的任意调控。
计算电磁学
有限元法(FEM)
将问题域离散成许多小的网格单元,在每个单元上求解麦克 斯韦方程的近似解。
时域有限差分法(FDTD)
传导骚扰
Maxwell的传导骚扰分析可以预测电子设备通过电源线和其他导体产生的噪声对 其他设备的影响。
微波和射频
波导分析
Maxwell的波导分析可用于研究和设计微波和射频传输线系 统,例如波导、同轴线和微带线。
电磁波传播
Maxwell的电磁波传播分析可以模拟电磁波在各种介质和结 构中的传播,例如天线设计和无线通信系统。
恒定磁场的性质包括安培环路定律、法拉第电磁感应定律、 磁通连续性原理等。
时变电磁场
时变电磁场是指随时间变化的电磁场,其基本特征是能量转换和传播。
时变电磁场的性质包括麦克斯韦方程组、波动方程等。
02
maxwell方程的程序实现
程序实现方法
1 2
基于有限元方法
将连续的Maxwell方程离散化,转化为线性方 程组进行求解。
求解线性方程组的方法
直接求解法
利用矩阵的逆运算直接求解方程组,得到每个节 点的数值解。
迭代求解法
通过迭代逐步逼近方程组的解,直到满足一定的 收敛准则。
快速求解算法
采用快速算法如FFT等,对有限元离散后的方程 组进行快速求解。
03
maxwell方程的数值计算
有限元方法
区域离散:将连续的求解区域离散化为由有限个小的 子区域组成的集合
《Maxwell方程式》课件
欢迎大家来到《Maxwell方程式》PPT课件。在本课程中,我们将介绍Maxwell 方程式及其应用,以及它在电磁学中的重要性。
介绍总论
Maxwell方程式是用来描述电磁现象的一组基本方程式。我们将探讨它的起源、 基本原理,以及它在物理学和工程学中的重要性。
科尔曼定律
科尔曼定律描述了电荷之间相互作用的力。
表达式
科尔曼定律的表达式是F = k * |q1 * q2| / r^2。
应用案例
科尔曼定律在静电学和电荷分布研究中起着重 要作用。
高斯定理
高斯定理描述了电场通过封闭曲面的总电通量。
1
表达式
高斯定理的数学表达式是Φ = ∫E · dA = q / ε₀。
2
ห้องสมุดไป่ตู้
应用案例
Maxwell方程式的重要性涵盖了整个电磁学的领 域,并推动了科学和技术的发展。
未来研究方向
未来研究可以聚焦于更深入地理解Maxwell方程 式在量子力学和相对论物理中的运用。
Maxwell方程式的全部表达式包括Coulomb定律、 Gauss定理、法拉第定律和安培定律。
综合应用案例
Maxwell方程式的综合应用可用于解释电磁波传播、 电路分析和电磁辐射等现象。
总结
Maxwell方程式是电磁学中至关重要的一部分,它们在通信、能源和电子技术等领域有着广泛的应用。
重要性和应用价值
高斯定理可用于计算电场在各种几何形状下的分布情况。
3
应用案例
高斯定理在电荷密度和电场强度之间的关系研究中具有重要意义。
法拉第定律
法拉第定律描述了通过电磁感应产生的电动势。
1 表达式
法拉第定律的数学表达式是ε = -dΦ / dt。
Maxwell课件
六.绕组分相
同理选中与上个线圈左侧紧邻槽内的绕组矩形,右键→ Assign Excitations →Coil,这 里名字设置为NA(AX中的X)表示A相负向线圈。同理以逆时针ABC→ABC →ABC →ABC 的顺序,完成12槽8极电机绕组设置。
右3图为将所有线圈的正负向以及导体数设置好,接下来就是设置ABC三相。
Type中 Magnetost atic是静态 磁场分析, 是指不随 时间变化 的磁场; 2. Transient是 指所 求解各
量随时间变化, 如反电势、转
Autocad中的图
导入到 MAXWELL中 的模型
二.将Autocad 中图形导入Maxwell
中 注意后:的Ma处xw理ell 中都是以面域为单位进行计算的(单独求某处磁密除外)
将Autocad图导入后,不能直接进行运算,需要进行相应操作处理。 以定子冲片为例。
在Autocad中,定子外圆为一封闭的圆形,导入进来后直接成为一个圆形的大面域 将所有东西囊括(左图)。而由槽形成的面域(右图),将二者相”减”才为定子冲 片具。体转操子作与为转:轴选同中理两。者,点击Modeler→Boolean→Subtract
position)。之所以是反向而不是重合,是因为ansoft默认电机采用电动机惯例,也就是
电流和反电动势反向。所谓A相绕组通正向电流,即A相带电流方向为流出纸面
(positive),X相带电流方向为流入纸面(negative)。至于A相绕组通正向电流产生的
磁场方向,可使用右手螺旋定则判定。此时指定的转子初始位置角,使得A相初始时刻
五.在Maxwell 中赋材料
在设置、选择完材料后,对建立的模型进行材料赋予
六.绕组分相
选中电机模型中一个绕组矩形,右键→ Assign Excitations →Coil,这里名字设置为PA (AX中的A)表示A相正向线圈(在软件中默认是指向平面外,导体数输入为28,又由 于是单齿绕绕组,所以一个槽内导体数为56)下一页PPT为设置A相负线圈。
Maxwell课件
xx年xx月xx日
目录
• Maxwell方程 • Maxwell方程的求解方法 • Maxwell方程的应用
01
Maቤተ መጻሕፍቲ ባይዱwell方程
静电场中的高斯通量定理
总结词:基本性质
详细描述:静电场中的高斯通量定理表述了电场强度与闭合曲面上的电量之间的 关系,即通过任意闭合曲面的电通量等于该闭合曲面内包围的电荷量。这个定理 是静电场的基本性质之一,也是解决电场问题的重要工具之一。
02
Maxwell方程的求解方法
分离变量法
分离变量法是一种将Maxwell方程组 简化为一组常微分方程的方法,通过 将电场和磁场在空间和时间上进行分 离,得到一组具有明确物理意义的偏 微分方程。
该方法主要用于求解具有周期性边界 条件和平面波激励的问题,如波导、 谐振腔、平板波导等。
分离变量法可以得出精确解,但其计 算过程较为复杂,需要使用数值计算 方法进行求解。
THANKS
03
Maxwell方程的应用
电磁波传播与散射
电磁波传播
Maxwell方程组是描述电磁波传播的基础,可以用来研究电 磁波在介质中的传播特性。
电磁波散射
当电磁波遇到物体表面时,会发生散射现象。散射现象可以 用Maxwell方程组结合物体表面的边界条件来求解。
电磁波的辐射与散射
电磁波辐射
Maxwell方程组可以描述电磁波的辐射过程,研究天线的辐射特性以及电磁 波在自由空间中的传播。
有限差分法
有限差分法是一种将连续的空间离散 化,用差分近似代替偏微分的方法, 将Maxwell方程组的微分形式转换为
差分形式进行数值求解。
该方法适用于求解具有规则几何形状 的问题,如波导、谐振腔、平板波导 等,也可以用于求解自由空间中的电
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六.绕组分相
同理选中与上个线圈左侧紧邻槽内的绕组矩形,右键→ Assign Excitations →Coil,这 里名字设置为NA(AX中的X)表示A相负向线圈。同理以逆时针ABC→ABC →ABC →ABC 的顺序,完成12槽8极电机绕组设置。
右3图为将所有线圈的正负向以及导体数设置好,接下来就是设置ABC三相。
一.将Autocad 中图形导入
M1.模ax型w建e好ll 中后另存为
AUTOCAD2000/LT2000格式的图形文件; 2.点击Maxwell图标起动软件; 3.选择红色圈圈中的中间那个按钮, 建立Maxwell2d模型,然后右键点击 Solution Type并选择瞬态磁场。 4.点击Modeler按钮,选择Import,选 择刚刚保存 P的S:cad文件打开。 15. .模So型lut打io开n 后就导入了Maxwell中。
的模型进行求解,将其设置 为与定子外径重合的圆即可。 PS:点击
所选模
型 Eidt→Pr
operties 可以选 择模型
这里,最下面一项为透明度。
的颜色、 透明度 和更改
五.在Maxwell 中赋材料
这里,绕组材料为铜co具pp体er步骤为: 定转子为DW4651.点击图中蓝色部分 磁钢材料为NdFeB30 Region材料为真空 B钢涡流损耗设置
将所有磁钢选中,右键点击Assign Excitation→Current→将其设置为0电流激励即 电流值设为0A →Excitations→Set Eddy Loss → 选中磁钢(PS,这里还要设置磁钢电 导率,而NdFeB30材料特性中磁钢电导率已经设好,所以不用再设置)
选择好一个,点击一 次确定,再次进入选择 下一项材料
五.在Maxwell 中赋材料
由于磁钢有充磁问题,在选择磁钢材料NdFeB30时候,先复制,再点击Edit Material,选择柱坐标系(选择蓝色柱坐标系,此为设置磁钢充磁方向)R处+1为N极, -1为S极这样就完成了径向充磁的N、S极设置,选择不同设置下的NdFeB30即可得 到N、S极磁钢。
十.剖分
以定子为例,在Sheets中选中定子,然后右键Assign Mesh Operations→Inside Selection →Length Based。 剖分规则有好几种,这里选择基于内部剖分。限制最大长度为5mm,不限制单元数。剖 分的粗细程度对结果影响较大,剖分越细致越占用电脑资源。
四.在Maxwell 中绘制Band及
ReBganiod:n 用于将静止物体和运动
物体分开,在电机模型中,Band
不能与任何模型交叉,可以沿自 身滑动,但不能妨碍其他物体。
即:将Band看成是电机的转动 部分,由Band面域包围转子转动, 这里Band圆的直径要大于转子外
径 Re小gio于n:定电子机内求径解。域右,图为建立的 BMaanxdw面el域l为,有我限通元常分选析择,在要气设隙1/2 处 置。一个求解区域,包围所有
五.在Maxwell 中赋材料
在设置、选择完材料后,对建立的模型进行材料赋予
六.绕组分相
选中电机模型中一个绕组矩形,右键→ Assign Excitations →Coil,这里名字设置为PA (AX中的A)表示A相正向线圈(在软件中默认是指向平面外,导体数输入为28,又由 于是单齿绕绕组,所以一个槽内导体数为56)下一页PPT为设置A相负线圈。
六.绕组分相
设置ABC三相 右键点击上页工程管理栏 中的Excitations→Add Winding. 这里,将绕组名称设置为 WindingA,Type选择为Current 电流源并设置为0(分析空 载导线选择Stranded, Number of Parallel Branches(并联支路数为1)。
三.在Maxwell 中绘制绕组模型
通过使用菜单栏上红色的部分绘制绕组模型。12槽八极为分数槽双层绕组,其建模过程 为:
先在一个槽内画一个矩形→选中→Edit →Duplicate →Mirror(或直接使用图 中蓝色圈圈中按钮)
三.在Maxwell 中绘制绕组模型
选中槽内的两个矩形(绕组)→Edit →Duplicate →Around Axis → 选择30度12个(或直接 使用图中绿色圈圈中按钮)
PS:涡流损耗也不是很 准
磁钢电导率
九.边界条件
由于使用的是全模型,所以使用最简单的边界条件设置即可。点击菜单栏中的 Eidt→Select →Edge →选择电机模型的定子外圆→点击工程管理栏处的Boudary →Assign →Vector Potential →设置为0→;P在ro设jec置t把完选边取界调条回件“后选再择Eid项t→目S”ele。ct
这里: 定子:5mm 转子硅钢:3mm Band:1mm Region:8mm 磁钢:2mm
Type中 Magnetost atic是静态 磁场分析, 是指不随 时间变化 的磁场; 2. Transient是 指所 求解各
量随时间变化, 如反电势、转
Autocad中的图
导入到 MAXWELL中 的模型
二.将Autocad 中图形导入Maxwell
中 注意后:的Ma处xw理ell 中都是以面域为单位进行计算的(单独求某处磁密除外)
再次右键单击 Excitations下 WindingA选项,点 击Add Coils选项将A 相所有线圈加入到 绕组中。右图为绕 组中加完线圈的A相。 同理,完成B、C相。
七.铁耗设置
右键点击Excitations→Set Core Loss →选中Stator、Rotor。但值得强调是,铁耗的仿 真计算并不十分准确,仍需要实际测量来确定
将Autocad图导入后,不能直接进行运算,需要进行相应操作处理。 以定子冲片为例。
在Autocad中,定子外圆为一封闭的圆形,导入进来后直接成为一个圆形的大面域 将所有东西囊括(左图)。而由槽形成的面域(右图),将二者相”减”才为定子冲 片具。体转操子作与为转:轴选同中理两。者,点击Modeler→Boolean→Subtract