Maxwell参数化建模和优化分析

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05 Maxwell_RMxprt参数化与优化设置

05 Maxwell_RMxprt参数化与优化设置

5 参数化分析和优化分析优化设计由参数化分析(Parametric Analysis)和优化分析(Optimization)两部分构成。

使用优化器optimetrics,用户可以从众多可行方案中找出一个最优解。

一般原始设计方案,是一个初步的设计方案,需要将原始设计方案中的一些设计参数用变量定义,然后对这些变量进行优化。

Parametric Analysis(参数化分析):定义一个或多个扫描变量,并给每个扫描变量定义取值范围。

优化器会在所有变量取值点进行计算,得到一系列的计算结果,这样用户就可以对结果进行比较从而确定每个设计变量对最终设计性能的影响。

参数化分析常常可以用作优化分析的前期处理,因为它可以为优化分析提供变量的合理取值范围。

Target Optimization(目标优化):先确定优化目标和成本函数,优化器通过优化设计参数值来满足优化目标要求。

以上两个模块既可以单独使用,也可以结合使用。

此外,优化器还具有良好的通用性,可用于与所选电机类型无关的其他优化设计。

5.1 RMxprt中的变量和参数通过输入或输出参数,RMxprt界面可以与RMxprt求解器交换数据。

RMxprt求解器从RMxprt 界面接收输入参数和设计参数,并返回输出参数(或简称为参数)给RMxprt界面。

在RMxprt界面中,我们可以定义输入变量(或简称为变量)和输出变量。

变量用来给设计参数赋值,而输出变量用来接收输出参数的值。

变量可以是一个数值,也可以是其他变量的函数。

数值变量是一个独立变量,而函数变量则是一个相关变量。

给设计参数赋值的变量可以是独立变量,也可以是相关变量,还可以是数学表达式。

在下列几种情形中,变量是非常有用的:1.当需要改变设计参数的值时。

2.当需要对不同的设计参数使用相同的值时。

3.在参数化分析中,需指定了一系列具有一定取值范围的扫描变量时。

4.在优化分析中,优化设计参数时。

在RMxprt中有两种类型的变量:project variables和design variables。

Ansoft Maxwell参数化-脚本化-多核运算-快捷教程

Ansoft Maxwell参数化-脚本化-多核运算-快捷教程

Ansoft Maxwell参数化-脚本化-多核运算-快捷教程RMxprt、Maxwell、Workbench和Simplorer基础培训教程一、Maxwell 2D部分1、多核运算在工具栏中点击选项,进入HPC编辑界面,将核心数设置为电脑总核心数,任务数设置为所需调用的核心数,在作业分配中勾选瞬态求解器,即可看到CPU占用率的上升。

2、气隙多层设置根据之前的仿真对比,为了获得更好的结果精度和计算时间,建议将气隙分为四层。

1)在气隙中,将Band默认设置为中间层,在Band和转子之间画一个圆面circle1,在Band和定子之间画圆面circle2.2)选择中circle1、circle2、Band右键分配网格,给定长度,最大长度建议使用默认值的1/10.3)划分初始网格:右键分析-应用网格。

查看网格:全选模型,右键绘制网格。

根据效果可以修改网格长度。

重画之前需将上次的网格初始化:右键分析-恢复初始网格。

3、求解1)设置模型运动设置-机械,给定转速,如果考虑机械瞬态可以勾选,设置转矩、转子转动惯量、阻尼。

模拟启动可以将转矩设置为负载转矩,转速设置为0rpm,即从0rpm启动直到额定工况。

有时设置机械项会出现错误:时间分解方法不支持机械瞬态。

一般重新设置,或者重新检查分析或者关闭多核运算即可)。

2)设置求解时间步长。

通常情况下,点击0.2秒后会达到稳定状态,根据需求设置求解时间和精度。

4、参数化自动求解参照《Ansoft12在工程电磁场中的应用》一书,第九章内容并结合自己的经验。

对于任意输入的数值,都可以将该数值变为字母参数(部分单词在软件中已经有特定定义,如时间、功率等)。

例如,计算不同负载。

1)将运动设置负载设置为负载转矩输入T,单位改为Nm。

2)在优化分析中,右键添加参数,出现如下图对话框,点击添加。

于为什么会出现这种情况,具体原因需要进一步排查。

3、在右侧添加变量T,并更改变化参数,可以在Table 中查看参数扫描变化范围。

workbench的参数化建模与仿真优化

workbench的参数化建模与仿真优化

workbench的参数化建模与仿真优化Workbench是一个集成的CAD / CAE软件解决方案,它的主要功能是CAD设计、参数化建模、仿真分析和优化。

参数化建模与仿真优化是其两个最强大的特点。

本文将分别讲解这两个部分。

一、参数化建模参数化建模是Workbench的主要功能之一。

简单来说,它通过输入参数和规则,自动生成几何形状,从而简化了复杂的设计过程。

参数化建模具有以下优点。

1. 灵活性参数化建模使得设计师可以通过调整参数,轻松改变模型几何形状。

这种灵活性能够帮助设计师在不同的设计过程中快速响应需求变化。

2. 重复使用性与手工制图相比,参数化建模可以减少重复性工作。

设计师只需要通过调整参数,对原始模型进行修改和重现。

3. 可维护性参数化建模使用公式和逻辑语句来构建模型,这些参数和公式都可以轻松修改,从而保持模型的可维护性。

4. 减少错误率参数化建模可以减少手动绘图和计算所带来的人为错误,从而提高设计的准确性。

二、仿真优化仿真优化是通过仿真工具模拟设计过程,快速找到最佳设计方案,并进行优化。

Workbench中的仿真分析包括如下内容。

1. 结构力学仿真分析结构力学仿真是一种通过数学、物理和力学方法计算和预测结构组件的性能和破坏行为的方法。

在Workbench中,可以根据不同的载荷承载能力和应变情况自动找到最佳结构设计方案。

2. 流体动力学仿真分析流体动力学仿真是一种分析流体行为的方法,包括例如流动速度、压力、温度和速度差等参数。

在Workbench中,可以通过改变流体动力学参数,如速度、压力和流量等,来自动生成最佳设计方案。

3. 电磁仿真分析电磁场仿真分析是通过求解Maxwell方程组来预测电磁场在材料、器件和电子电路中的分布与性质。

在Workbench中,可以根据电磁感应和电磁辐射等参数,快速找到最佳设计方案。

综上所述,Workbench的参数化建模与仿真优化是CAD / CAE领域的一大创新,它更快、更灵活、更准确、更可靠的解决方案,让工程师的设计和仿真工作效率得到了显著提高。

maxwell 参数化建模 表达式

maxwell 参数化建模 表达式

Maxwell参数化建模表达式是电磁场问题中常用的一种数学描述方法。

它可以通过一系列的参数来描述电磁场的特性,建立起电磁场问题与参数之间的关系,方便工程师对问题进行分析和求解。

本文将从三个方面来介绍Maxwell参数化建模表达式,包括其基本原理、应用范围以及优缺点。

一、Maxwell参数化建模表达式的基本原理Maxwell参数化建模表达式是通过Maxwell方程组来描述电磁场的数学模型。

Maxwell方程组是描述电磁场的基本方程,它由麦克斯韦在19世纪提出,被公认为电磁理论的基础。

Maxwell方程组包括了电场和磁场的运动规律以及它们之间的相互作用,具体包括高斯定律、法拉第电磁感应定律、安培环路定律和高斯磁定律。

通过这些方程,可以描述电磁场在空间中的分布和变化,为电磁场问题的分析与求解提供了数学工具。

基于Maxwell方程组,可以建立起电磁场与参数之间的数学关系。

通过对Maxwell方程组进行参数化处理,可以将电磁场的性质与问题的参数进行关联,形成一套完整的参数化模型。

这样一来,工程师可以通过调整参数的数值,来研究不同条件下电磁场的特性,为电磁场问题的工程应用提供了便利。

二、Maxwell参数化建模表达式的应用范围Maxwell参数化建模表达式广泛应用于电磁场问题的分析与求解。

在电磁场问题的工程应用中,经常需要研究电磁场在各种条件下的特性。

通过建立参数化的数学模型,工程师可以对电磁场进行定量分析,探究其在不同条件下的行为规律。

在电磁场的设计与优化中,Maxwell参数化建模表达式也发挥着重要的作用。

通过对参数进行优化,可以实现电磁场设计的最优化,提高电磁场的性能和效率。

Maxwell参数化建模表达式还在电磁场仿真和计算领域得到广泛应用。

通过建立参数化模型,可以实现对电磁场问题的数值求解,为工程问题的决策提供科学依据。

在电磁场的教学与研究领域,Maxwell参数化建模表达式也被用于探讨电磁场理论与实践问题,推动电磁场科学的发展与进步。

Maxwell2D参数化建模与分析

Maxwell2D参数化建模与分析

一、几何
好好学习 天天向上 选中槽型和导体,圆 周阵列
先设置为数字,随后改为参数
一定一定要勾选
一、几何
好好学习 天天向上
将28改为n_rsl
一、几何
已经完成,可以根据需要进行调整相关参数。 建议:变量命名采用通用名称,易于识别; 将槽型和导条图单独存储,以备其他产品使用。
Maxwell2D参数化建模与分析(1) 让你的效率迅速提高
目录
简介 几何参数化 材料参数化 参数化应用
2
好好学习 天天向上
一、简介
几何
材料
温度
MAXWELL
参数化
激励
求解
网格
好好学习 天天向上
3
一、几何
好好学习 天天向上
Maxwell 2D几何建模提供了多种建模方式,主要包括以下4种方法,各有优缺点:
4
一、几何
在Maxwell 几何建模定义变量时,需要注意以下几点:
好好学习 天天向上
1 Maxwell 变量要以字母、数字和下划线组成 2 变量不能以数字开头 3 不要用系统的预留变量名、单位、常量名来定义变量
4 Project变量要以$开头
5 尽量使用可读性比较强的变量名
6 不区分大小写
7
预留变量名、单位名、常量名都可以直接使用,如常用的 time、position、speed、pi变量等
1
RMxprt/UDP
简单方便。参数可为具体数据或变量,复杂模型无法满足
2
MotorCAD
可视化输入,简单便捷。生成脚本,运行后自动创建参数 化模型。
3
外部CAD导入
最为直接。模型每修改一次需要重新导入,导入后需要重 新进行设置

Ansoft-maxwell_电机设计参考分析过程

Ansoft-maxwell_电机设计参考分析过程

参考分析过程一、电机采用RMxprt进行路的方法计算:1、输入数据:二、计算详细输出结果-数据部分Three-Phase Induction Motor DesignFile: d:/demo/machine/3phind-1.pjt/3phind-1.resGENERAL DATAGiven Output Power (kW): 16.5 Rated Voltage (V): 460 Winding Connection: Wye Number of Poles: 2 Given Speed (rpm): 3502 Frequency (Hz): 60 Stray Loss (W): 1276 Friction and Wind Loss (W): 700 Type of Load: Constant Speed Iron Core Length (mm): 241.3 Stacking Factor of Iron Core: 0.95 Type of Steel: D23 Operating Temperature (C): 75STATOR DATANumber of Stator Slots: 36 Outer Diameter of Stator (mm): 257.175Inner Diameter of Stator (mm): 140.335 Type of Stator Slot: 2 Dimension of Stator Sloths0_stator (mm): 1.4097 hs1_stator (mm): 1.651 hs2_stator (mm): 17.7292 bs0_stator (mm): 4.064 bs1_stator (mm): 7.8486 bs2_stator (mm): 10.9728 Top Tooth Width (mm): 4.93213 Bottom Tooth Width (mm): 4.90226 Number of Conductors per Slot: 12 Number of Parallel Branches: 1 Number of Wires per Conductor: 4.378 Type of Coils: 21 Coil Pitch: 16 Wire Diameter (mm): 1.45001 Wire Wrap Thickness (mm): 0.254 Slot Insulation Thickness (mm): 0.254 Top Free Space in Slot (%): 0 Bottom Free Space in Slot (%): 0 Conductor Length Adjustment (mm): 0ROTOR DATANumber of Rotor Slots: 28 Air Gap (mm): 1.1684 Inner Diameter of Rotor (mm): 47.625 Type of Rotor Slot: 3 Dimension of Rotor Slothr0_top (mm): 0.5461 hr01_top (mm): 0.5461 hr1_top (mm): 0.254 hr2_top (mm): 5.588 br0_top (mm): 0.254 br1_top (mm): 3.81 br2_top (mm): 4.064 rr_top (mm): 0 Type of Bottom Rotor Slot: 3 Dimension of Bottom Rotor Slothr0_bottom (mm): 0 hr1_bottom (mm): 0 hr2_bottom (mm): 11.176 br0_bottom (mm): 4.064 br1_bottom (mm): 7.62br2_bottom (mm): 5.08 rr_bottom (mm): 0 Cast Rotor: Yes Half Slot: No Skew Width: 0 End Length of Bar (mm): 0 Height of End Ring (mm): 20.701 Width of End Ring (mm): 32.4104 Resistivity of Rotor Barat 75 Centigrade (ohm.mm^2/m): 0.0434086 Resistivity of Rotor Ringat 75 Centigrade (ohm.mm^2/m): 0.0434086MATERIAL CONSUMPTIONArmature Copper Density (kg/m^3): 8900 Rotor Bar Material Density (kg/m^3): 2700 Rotor Ring Material Density (kg/m^3): 2700 Armature Core Steel Density (kg/m^3): 7800 Rotor Core Steel Density (kg/m^3): 7800Armature Copper Weight (kg): 1.62757 Rotor Bar Material Weight (kg): 1.70536 Rotor Ring Material Weight (kg): 1.32265 Armature Core Steel Weight (kg): 50.4387 Rotor Core Steel Weight (kg): 18.8777 Total Net Weight (kg): 73.972Armature Core Steel Consumption (kg): 93.3773 Rotor Core Steel Consumption (kg): 27.6565RATED-LOAD OPERATIONStator Resistance (ohm): 0.253089 Stator Leakage Reactance (ohm): 1.0228 Rotor Resistance (ohm): 0.287023 Rotor Leakage Reactance (ohm): 1.20946 Resistance Corresponding toIron-Core Loss (ohm): 782.242 Magnetizing Reactance (ohm): 45.0353Stator Phase Current (A): 25.1328 Current Corresponding toIron-Core Loss (A): 0.319865 Magnetizing Current (A): 5.55592Rotor Phase Current (A): 23.5764Copper Loss of Stator Winding (W): 479.595 Copper Loss of Rotor Winding (W): 478.621 Iron-Core Loss (W): 240.103 Friction & Wind Loss (W): 700 Stray Loss (W): 1276 Total Loss (W): 3174.32 Input Power (kW): 19.5777 Output Power (kW): 16.4034Mechanical Shaft Torque (N.m): 44.7289 Efficiency (%): 83.786 Power Factor: 0.913971 Rated Slip: 0.0272222 Rated Shaft Speed (rpm): 3502NO-LOAD OPERATIONNo-Load Stator Resistance (ohm): 0.253089 No-Load Stator Leakage Reactance (ohm): 1.02329 No-Load Rotor Resistance (ohm): 0.286993 No-Load Rotor Leakage Reactance (ohm): 8.04386No-Load Stator Phase Current (A): 5.92145 No-Load Iron-Core Loss (W): 257.943 No-Load Input Power (W): 2284.21 No-Load Power Factor: 0.213701 No-Load Slip: 0.00103014 No-Load Shaft Speed (rpm): 3596.29BREAK-DOWN OPERATIONBreak-Down Slip: 0.17 Break-Down Torque (N.m): 132.277 Break-Down Torque Ratio: 2.9573 Break-Down Phase Current (A): 101.661LOCKED-ROTOR OPERATIONLocked-Rotor Torque (N.m): 54.3284 Locked-Rotor Phase Current (A): 149.589 Locked-Rotor Torque Ratio: 1.21461 Locked-Rotor Current Ratio: 5.95195Locked-Rotor Stator Resistance (ohm): 0.253089 Locked-Rotor StatorLeakage Reactance (ohm): 1.01599 Locked-Rotor Rotor Resistance (ohm): 0.325616 Locked-Rotor RotorLeakage Reactance (ohm): 0.67378DETAILED DATA AT RATED OPERATIONStator Slot Leakage Reactance (ohm): 0.549208 Stator End-Winding LeakageReactance (ohm): 0.396411 Stator Differential LeakageReactance (ohm): 0.0771798 Rotor Slot Leakage Reactance (ohm): 0.943582 Rotor End-Winding LeakageReactance (ohm): 0.0526411 Rotor Differential LeakageReactance (ohm): 0.213249 Skewing Leakage Reactance (ohm): 0Slot Fill Factor (%): 78.4847 Stator Winding Factor: 0.941617Stator-Teeth Flux Density (Tesla): 1.06718 Rotor-Teeth Flux Density (Tesla): 0.642609 Lower-Part Rotor-TeethFlux Density (Tesla): 1.04649 Stator-Yoke Flux Density (Tesla): 0.891501 Rotor-Yoke Flux Density (Tesla): 0.696282 Air-Gap Flux Density (Tesla): 0.402755Stator-Teeth Ampere Turns (A.T): 9.59168 Rotor-Teeth Ampere Turns (A.T): 1.12198 Lower-Part Rotor-TeethAmpere Turns (A.T): 4.79376 Stator-Yoke Ampere Turns (A.T): 36.9241 Rotor-Yoke Ampere Turns (A.T): 5.52483 Air-Gap Ampere Turns (A.T): 450.687Correction Factor for MagneticCircuit Length of Stator Yoke: 0.7 Correction Factor for MagneticCircuit Length of Rotor Yoke: 0.567404 Saturation Factor for Teeth: 1.03441Saturation Factor for Teeth & Yoke: 1.1286 Induced-Voltage Factor: 0.942131Stator Current Density (A/mm^2): 3.47642 Specific Electric Loading (A/mm): 24.6268 Stator Thermal Load (A^2/mm^3): 85.6133Rotor Bar Current Density (A/mm^2): 3.66388 Rotor Ring Current Density (A/mm^2): 2.27977Half-Turn Length ofStator Winding (mm): 585.542WINDING ARRANGEMENTThe 3-phase, 2-layer winding can be arranged in 18 slots as below:AAAAAAZZZZZZBBBBBBAngle per slot (elec. degrees): 10 Phase-A axis (elec. degrees): 105 First slot center (elec. degrees): 0 TRANSIENT FEA INPUT DATAFor one phase of the Stator Winding:Number of Turns: 72 Parallel Branches: 1 Terminal Resistance (ohm): 0.253089 End Leakage Inductance (H): 0.00105151 For Rotor End Ring Between Two Bars of One Side:End Ring Resistance (ohm): 8.44E-07 End Ring Leakage Inductance (H): 1.78E-09 Skew Leakage Inductance (H): 0 2D Equivalent Value:Equivalent Air-Gap Length (mm): 241.3 Equivalent Stator Stacking Factor: 0.95 Equivalent Rotor Stacking Factor: 0.95 Estimated Rotor Inertial Moment (kg m^2): 0.0670109三、计算详细输出结果-图形与曲线部分自动根据最小对称条件生成有限元模型自定义绕组编辑器与绕组安放图自动生成的三维分析模型输入电流/速度曲线效率/转速曲线输出功率/转速曲线功率因数/转速曲线输出转矩/转速曲线合并特性曲线四、参数化设计和优化设计Ansoft 软件能够通过选择设计可以改变的量和优化目标,自动进行参数化设计和优化设计参数化设计实例(改变转子槽深(hr2)时起动电流(LC )和起动转矩(LT)的变化)五、场分析结果实例利用Ansoft二维和三维有限元电机设计分析和优化软件可以解决以下问题从结构到性能的有限元分析,包括z电磁场分析z冲片设计z温度场分析z性能计算z电机参数计算等基于参数的电机设计方案探索、比较电机静态和动态分析z稳态特性z加减速特性z突加突减负载z可编程负载特性电机参数计算等电机故障软件模拟分析-如导条断裂、绝缘击穿等异步电机,无刷电机等在变频器供电下(非正弦供电)下的特性分析电机驱动电路与有限元的耦合仿真在考虑材料非线性等情况下回答有关z转矩脉动z损耗z温升z转矩、转速特性z效率等问题并对其进行优化以下举几个典型实例的计算结果:首先编辑模型。

Maxwell参数化建模和优化分析

Maxwell参数化建模和优化分析

Maxwell参数化建模和优化分析Maxwell参数化建模和优化设计1前⾔随着产业升级,各领域⼯业产品的性能指标需求逐步提⾼,设计⼯程师们发现仅依靠理论和经验难以完成设计任务,在这种情况下借助⾼性能计算机和专业的仿真设计软件,让“电脑”代替“⼈脑”从海量的解集中搜寻最优设计⽅案成为必然趋势,设计⼯程师正逐渐转变为优化算法策略的设计者。

以电机设计为例,电机的设计参数众多,同时涉及到多物理场的强耦合,电机⼯程师⾯对的是⼤规模、⾼难度的优化设计问题。

解决如此复杂的⼯程问题有两个重要的基础⼯作:即建⽴复杂的参数化⼏何模型和制定合理的多⽬标优化策略并⾼效实施。

ANSYS Maxwell作为业界最佳低频电磁场仿真设计软件,提供了多种⼏何参数化建模的⽅法,适⽤于不同复杂程度的⼯程问题;同时,借助于ANSYS Workbench平台电磁、结构、流体以及优化模块,可进⾏电机多物理场耦合的多变量多⽬标优化设计,另外借助于ANSYS平台强⼤的并⾏、分布式计算能⼒,⼯程师可在最短的时间内对复杂优化策略进⾏分析和验证,快速实现产品迭代创新。

本⽂将从参数化建模、优化设计两个⽅⾯介绍Maxwell的相关功能。

2参数化建模通常可以将模型的⼏何参数、材料属性、温度、激励等设计参数设置成变量,当改变变量的时候,模型会⾃动更新,以达到参数化模型的⽬的。

参数化模型的优点:对设计参数进⾏更改后模型会⾃动更新,可以快速⽅便的调整模型;轻松定义和⾃动创建同⼀系列的模型;便于参数分析和优化分析;便于灵敏度分析、统计分析、公差分析等。

参数化模型的⽬的:对于在校学⽣可以快速搞清设计参数与性能指标的关系,加深对理论的理解;对于仿真⼯程师⽽⾔缩短了建模时间、提⾼⼯作效率;对于研发⼯程师是产品优化设计、创新设计的重要基础⼯作。

Maxwell可以实现的参数化设置如下:①⼏何模型参数化;②激励源/外电路参数化;③材料属性参数化;④温度参数化;⑤⽹格参数化;⑥求解设置参数化。

(2024年)Maxwell教程

(2024年)Maxwell教程
为科研工作者和教育工作者提供强大的电磁 仿真工具,促进学术研究和教学工作。
5
学习目的与意义
1 2
掌握电磁场仿真技术 通过学习Maxwell软件,掌握电磁场仿真技术的 基本原理和方法,具备独立解决复杂电磁问题的 能力。
提高工程设计能力 将电磁场仿真技术应用于工程设计中,能够更准 确地预测产品性能,提高设计质量和效率。
后处理 使用Maxwell的后处理功能查看和分析计算结果,如电场 强度分布、电势分布、电荷分布等,并可以生成报告和图 表以便进一步分析和交流
26
05
静磁场分析
CHAPTER
2024/3/26
27
静磁场问题描述
2024/3/26
01
静磁场是由稳定的电流或永磁体产生的磁场,不随 时间变化。
02
在静磁场中,磁感应强度B满足安培环路定律和磁高 斯定律。
3
2024/3/26
23
建模与网格划分
01
02
03
建立几何模型
使用CAD工具或Maxwell 的建模功能创建静电场分 析的几何模型
2024/3/26
网格划分
对模型进行网格划分,选 择合适的网格类型和大小, 以确保计算的准确性和效 率
边界条件设置
根据实际问题设置边界条 件,如电荷分布、电势差 等
24
感谢观看
2024/3/26
41
3
软件背景与特点
强大的电磁场仿真能力
Maxwell是一款专业的电磁场仿真软件,能够对 复杂电磁问题进行高精度建模和求解。
多物理场耦合分析
Maxwell支持电磁场、温度场、应力场等多物理 场的耦合分析,能够更真实地模拟实际工况。
ABCD

maxwell电机仿真实例

maxwell电机仿真实例

maxwell电机仿真实例Maxwell电机仿真是一种用于模拟电机工作原理和性能的工程技术。

通过仿真,可以分析电机的电磁场分布、热特性、结构强度和振动噪声等关键特性。

在设计阶段和优化阶段,仿真可以帮助工程师快速评估各种设计方案,节省时间和成本。

本文将介绍Maxwell电机仿真的基本原理、建模方法和实例分析。

一、Maxwell电机仿真的基本原理Maxwell电机仿真的基本原理是通过有限元分析(FEA)方法来求解电机的电磁场分布和电磁力,以及通过热分析来评估电机的温升和散热性能。

在仿真过程中,需要建立电机的三维结构模型,并定义电机的电磁特性和材料性质,然后对电机在不同工况下进行分析。

1.电机的三维结构建模在进行Maxwell电机仿真之前,首先需要建立电机的三维结构模型。

电机的结构模型可以通过CAD软件进行建模,然后导入到Maxwell 仿真软件中进行后续分析。

在建立结构模型时,需要考虑电机的整体结构、定子和转子的结构细节,以及绕组、铁芯和气隙等部件的几何形状和材料性质。

2.定义电机的电磁特性和材料性质在建立电机的结构模型之后,需要定义电机的电磁特性和材料性质。

电机的电磁特性包括磁场分布、电磁力和电感等参数,而材料性质包括铁芯的磁导率、绕组的电阻和绝缘层的介电常数等。

这些参数对于电机的工作性能和效率具有重要影响,需要在仿真中进行准确的定义和分析。

3.进行电磁场分析在完成结构建模和定义电磁特性之后,可以对电机进行电磁场分析。

通过有限元分析方法,可以求解电机的磁场分布、磁场密度、磁力线和磁场能量等参数,从而评估电机的电磁性能和效率。

4.进行热分析除了电磁场分析外,还需要对电机的热特性进行仿真分析。

通过热传导和热对流分析,可以评估电机在不同工况下的温升和散热性能,从而确保电机在长时间运行时不会因为过热而损坏。

5.综合分析和后处理最后,需要对电机的电磁场分析和热分析结果进行综合分析和后处理。

通过对电机的各项性能指标进行评估和比较,可以找出电机的优化方案,并对电机的结构和材料进行改进,从而提高电机的性能和效率。

maxwell方程最优控制问题

maxwell方程最优控制问题

maxwell方程最优控制问题
Maxwell方程是描述电磁场的动力学方程组,包括电场、磁场
和电荷之间的相互作用。

而最优控制是一种优化问题,目的是通过选择最佳的控制变量来使系统达到所要求的性能指标。

将最优控制方法应用于Maxwell方程的问题可以有多种应用
场景,以下是一种可能的最优控制问题的示例:
假设我们有一个电磁场系统,其中包含一些电荷和电流源。

我们希望通过控制一些外部电场或磁场的变量,以实现某种性能指标的最优化。

例如,我们可能希望在系统中最大化某种电场能量密度或最小化某种磁场泄漏。

为了解决这个最优控制问题,我们需要建立一个优化模型。

首先,我们需要定义目标函数,即要最小化或最大化的性能指标。

对于上述示例,目标函数可以是某种电场或磁场的能量密度。

其次,我们需要确定控制变量。

对于Maxwell方程,控制变
量可以是外部电场或磁场的幅值、频率或方向等。

然后,我们需要建立Maxwell方程的动力学模型,以描述系
统的演化过程。

这个模型将考虑电荷和电流源、电场和磁场之间的相互作用,并将控制变量作为输入。

最后,我们可以使用数学优化方法,如最优化算法或动态规划方法,来求解这个最优控制问题。

通过调整控制变量的值,我们可以逐步靠近或达到目标函数的最优值。

需要注意的是,Maxwell方程是一个非线性偏微分方程组,其最优控制问题的求解可能具有较高的复杂性。

对于实际应用中的具体问题,可能需要进一步做出适当的数值近似或简化。

同时,求解最优控制问题还需要考虑模型的可行性和可实现性。

基于maxwell 2d的永磁辅助同步磁阻电机的参数化建模及分析

基于maxwell 2d的永磁辅助同步磁阻电机的参数化建模及分析
Key words: permanent magnet assisted synchronous reluctance motor ( PMASRM) ; structerr parameterization ; maximum torque per amperr (MTPA) ; field weakening control

[1]& 内对 型电机的研究主
大高校,
大于1998 率
国内
介绍了永磁同步磁阻电机[1]; 工
大 于 2014
对电 大

PMASRM进行了有
并发
[2];
大 、大 工大 、 大 、 大 、
大、
工大

型电机的研究中& 电
有 司对该
作者简介:魏&(1984—),男,工程师,研究方向为电励磁同步发电机及永磁同步电机设计与应用。 孙德强(1976—),男,高级工程师,研究方向为永磁同步电机设计与应用。 任延生(1972—),男,高级工程师,研究方向为同步电机设计与应用。
0引言
有同步磁阻电机转子通常设计成具有多层
空气磁障的结构。当同步磁阻电机的转子磁障中
SRM)。PMASRM结合了永磁同步电机
(PMSM)和同步磁阻电机的特点,
用磁
阻转矩和永磁转矩,具有功率 高、效率高、体

优, 用 的永磁 可以
与 永磁电机 的
&同时,
PMASRM拥有较低反电动势以及较宽的恒功区 间的优 , 成 比 永磁电机 ,
用,
部设计单位和制造企业望而却步。
代计算机仿真软件为 型电机的设计提供了
—种设计技术&
ANSYS Maxwell作为一款功能强大的有限元 软件,可以通过场的方式完成几乎所有的电

MAXWELL教程

MAXWELL教程

MAXWELL教程第一部分:MAXWELL的安装和界面介绍2.在绘制图形时,可以使用直线、圆弧和曲线等工具进行绘制。

3.在导入现有模型时,可以选择导入各种常见的CAD文件格式,如DXF和STL等。

第三部分:物性的定义和边界条件的设置1.在进行电磁场分析之前,需要为模型定义材料的物性,如电导率、磁导率和介电常数等。

3.在进行边界条件设置时,可以选择边界类型,如电磁场边界、磁场边界和自由边界等。

4.可以为边界条件设置各种参数,如边界类型、电荷和电流等。

第四部分:电磁场分析的设置和求解1.在进行电磁场分析之前,需要进行仿真设置。

选择"设置"选项卡,可以设置仿真步长、收敛标准和最大迭代次数等。

2.在设置完毕后,点击"求解"按钮即可开始求解电磁场分析。

3.求解完成后,可以查看结果图像和数据。

结果图像可以包括磁场图、电场图和电流密度等。

第五部分:高级功能1.MAXWELL还提供了一些高级功能,如参数化仿真和优化设计等。

2.参数化仿真可以通过改变模型的参数值,获得不同参数下的仿真结果。

3.优化设计可以通过设定目标函数和约束条件,自动寻找最优设计参数。

总结:MAXWELL是一种功能强大的电磁仿真软件,可以用于各种电磁场分析和设计。

本教程介绍了MAXWELL的基本使用方法和一些高级功能。

希望通过本教程,您可以掌握MAXWELL的基本操作,并能够在实际应用中灵活运用。

以上是关于MAXWELL教程的简要介绍,如果您对于其中一部分内容需要更详细的说明,请告诉我,我将尽力解答。

maxwell 模型参数化技巧

maxwell 模型参数化技巧

maxwell 模型参数化技巧Maxwell模型在电场、磁场以及电磁波等领域具有广泛的应用。

在进行模拟与计算时,模型的参数化技巧对于结果的准确性至关重要。

本文将详细介绍Maxwell模型参数化的一些技巧和方法,帮助读者更好地理解和应用这一模型。

Maxwell模型参数化技巧主要包括以下几个方面:1.选择合适的参数在进行Maxwell模型参数化时,首先要选择合适的参数,这些参数应能够准确描述所研究问题的物理特性。

通常,我们需要考虑以下因素:a.材料特性:如介电常数、磁导率、电导率等。

b.几何尺寸:如物体的尺寸、形状等。

c.边界条件:如边界上的电磁场分布、电压、电流等。

d.求解域:确定求解域的大小和形状,以便于进行网格划分。

2.参数化方法a.直接参数化:根据物理规律,直接将参数与物理量关联起来。

b.间接参数化:通过求解特定的优化问题,得到参数的最优值。

c.模型降阶:利用模型降阶技术,如Proper Orthogonal Decomposition (POD) 或Reduced Basis Method (RBM),减少参数的数量,提高计算效率。

3.参数优化为了获得更准确的模型参数,我们可以采用以下优化方法:a.灵敏度分析:分析模型输出对各个参数的敏感性,找出对输出影响较大的参数。

b.最优化算法:如遗传算法、粒子群算法、梯度下降法等,用于求解参数优化问题。

c.模拟退火:通过模拟退火算法,寻找全局最优解。

4.参数验证与修正在完成参数化后,需要对模型进行验证,确保其准确性。

以下方法可供参考:a.对比实验:将计算结果与实验数据对比,评估模型准确性。

b.误差分析:分析模型输出与实际值之间的误差,找出可能的原因。

c.参数修正:根据误差分析结果,调整模型参数,直至满足精度要求。

总结:Maxwell模型参数化技巧是电磁场模拟与计算中的关键环节。

通过选择合适的参数、采用有效的参数化方法、进行参数优化和验证,我们可以提高模型准确性,为实际工程应用提供有力支持。

maxwell 参数化建模 表达式

maxwell 参数化建模 表达式

maxwell 参数化建模表达式Maxwell是一款广泛使用的电磁场模拟软件,它通过使用参数化建模技术,可以方便地创建复杂的电磁场模型并进行模拟分析。

参数化建模是指使用数学表达式来描述模型的几何形状、材料特性等属性,从而实现灵活的模型设计和快速的模拟分析。

下面将对Maxwell的参数化建模功能进行详细介绍。

Maxwell提供了多种参数化建模的工具和功能,使得用户可以通过定义变量和函数来灵活地控制模型的几何尺寸、材料特性等。

用户可以使用常见的数学表达式语法,如算术运算符、逻辑运算符、三角函数、指数函数等来定义参数化建模表达式。

Maxwell提供了多种参数化几何形状的创建工具,如绘图工具、扫描工具、缝合工具等,用户可以通过这些工具来创建基本几何形状,并使用参数化建模的技术来控制几何尺寸的变化。

例如,用户可以定义一个变量来控制矩形的宽度和长度,从而实现不同尺寸的矩形模型。

除了几何尺寸的参数化外,Maxwell还支持对模型的材料属性进行参数化建模。

用户可以通过定义变量和函数来控制材料的介电常数、磁导率等物理属性,从而实现对材料特性的灵活控制。

这在设计电磁场模型时非常有用,因为材料的特性对电磁场的分布和响应有重要影响。

Maxwell还支持对边界条件和外部激励的参数化建模。

用户可以通过定义变量和函数来控制模型边界的条件,如固定边界、开路边界、导体边界等。

这样,用户可以轻松地改变边界条件的设置,并分析不同条件下的电磁场分布。

Maxwell的参数化建模功能还提供了模拟结果输出的参数化设置。

用户可以通过定义变量和函数来控制感兴趣的模拟结果的输出和显示方式。

例如,用户可以通过定义变量来控制仿真结果的时间步长,从而控制输出结果的时间分辨率。

在进行参数化建模时,Maxwell还提供了丰富的参数化编辑和优化工具,用户可以通过这些工具来调整参数的取值范围和优化目标,以得到最优的模型设计和分析结果。

总之,Maxwell的参数化建模功能可以帮助用户快速创建复杂的电磁场模型,并进行灵活的模拟分析。

maxwell 参数化建模 表达式

maxwell 参数化建模 表达式

maxwell 参数化建模表达式【最新版】目录1.参数化建模的定义与要素2.Maxwell 软件与参数化建模3.在 Maxwell 中导入 CAD 图纸并参数化4.使用表达式进行参数化建模5.参数化建模的分类与应用领域正文一、参数化建模的定义与要素参数化建模是一种通过用户输入的参数来生成模型对象的过程。

它包括三个要素:数据(用户输入的参数)、逻辑(对数据进行操作和运算的过程)以及模型对象(参数化建模的结果)。

参数化建模可以根据模型对象与数据、逻辑之间的关系分为三类:模型对象与数据、逻辑相互分离;模型对象与数据分离,但与逻辑紧密关联;模型对象、数据和逻辑紧密关联。

二、Maxwell 软件与参数化建模Maxwell 是一款专业的参数化建模软件,广泛应用于电机、电器等领域。

通过 Maxwell,用户可以轻松地创建复杂的三维模型,并进行参数化建模。

Maxwell 支持从 CAD 图纸中导入模型,并进行参数化建模。

三、在 Maxwell 中导入 CAD 图纸并参数化在 Maxwell 中,用户可以通过导入 CAD 图纸的方式创建参数化模型。

首先,用户需要将 CAD 图纸导入到 Maxwell 中,然后利用 Maxwell 提供的参数化建模功能,对模型进行参数化处理。

这样,用户就可以根据需要调整参数,从而生成不同的模型对象。

四、使用表达式进行参数化建模在 Maxwell 中,用户可以使用表达式进行参数化建模。

表达式是Maxwell 中一种强大的建模工具,它可以用于控制模型的几何形状、尺寸和位置。

通过编写表达式,用户可以实现各种复杂的参数化建模需求。

五、参数化建模的分类与应用领域根据模型对象与数据、逻辑之间的关系,参数化建模可以分为三类:模型对象与数据、逻辑相互分离;模型对象与数据分离,但与逻辑紧密关联;模型对象、数据和逻辑紧密关联。

参数化建模广泛应用于各种领域,如机械工程、电子工程、建筑设计等。

maxwell中将fft结果作为优化目标函数的方法

maxwell中将fft结果作为优化目标函数的方法

maxwell中将fft结果作为优化目标函数的方法
Maxwell是一种广泛使用的电磁场仿真软件,可以帮助工程师和科学家优化电子设备的设计。

其中一个关键的功能是快速傅里叶变换(FFT),用于分析电磁场中的频率分量。

在优化设计时,可以将FFT 结果作为目标函数来优化设计参数。

具体而言,这种方法可以通过以下步骤实现:
1. 在Maxwell中定义设计参数。

这些参数可以包括任何影响电磁场的因素,如材料属性、几何形状等。

2. 运行模拟并收集FFT结果。

FFT结果会显示在Maxwell的结果窗口中,或者可以导出到其他分析软件中进行处理。

3. 将FFT结果作为优化目标函数。

可以使用优化软件,如MATLAB或OptiStruct,将FFT结果与设计参数相关联,并确定如何最小化或最大化FFT结果。

例如,可以将FFT结果作为目标函数,以最小化某个频率范围内的电磁波强度。

4. 运行优化算法。

优化软件将根据目标函数和设计参数的限制条件搜索最优解。

搜索过程可能需要数小时或数天,具体取决于设计参数的数量和复杂度。

5. 分析优化结果。

一旦找到最优解,可以使用Maxwell进行验证,并在设计中应用这些参数。

如果结果不符合要求,则可以重新运行优化算法或更改设计参数。

总的来说,使用Maxwell中的FFT结果作为优化目标函数是一种高效的方法,可以帮助电子设备的设计者更快地找到最优解。

但是,这种方法需要专业的知识和技能,以确保正确地引入和解释FFT结果。

基于ANSYS Maxwell的电机多目标优化分析

基于ANSYS Maxwell的电机多目标优化分析

基于ANSYS Maxwell的电机多目标优化分析1前言电机设计是一个比较复杂的问题,不能仅仅考虑单个指标,而是要考虑一组设计指标,包括效率、成本、转矩、振动、温升、控制等。

这些指标经常相互矛盾、相互掣肘,例如性能与成本、效率与脉动、空载性能与负载性能、电磁性能与振动噪声性能等。

这时候,我们需要用到一些数学上的优化算法来求取最优解,事实上当优化目标比较多的时候,一个绝对的最优解并不存在的,往往是一个指标变好,另一个指标可能会变差。

我们通过优化方法得到的优化解,往往不是一个点,是一组解,也称为Pareto最优解,而这个过程也称为多目标优化。

优化分析是数学方法,必须要基于精确的电机分析技术才有意义,否则优化分析只能是空中楼阁,中看不中用。

而幸运的是随着计算机技术和有限元的发展,电机分析和设计的方法由最初的经验设计、路算法分析,发展到基于有限元的电磁场、温度场和结构场分析,一直到现在的多物理场耦合分析,电机分析的精度和速度都大大提高,这给电机的多目标优化分析提供了基础。

一个完整的有工程意义的电机多目标优化流程,必须具备以下几个条件。

(1)输入模型的参数化,包括几何尺寸、温度、激励等(2)输出变量的参数化,转矩、效率、谐波分量、成本、噪声等(3)分析流程的全自动化,如果优化过程涉及到多个分析模型、甚至是多个不同物理域的模型,他们之间的数据传递必须能够无缝连接,而且能够全自动完成(4)求解器要能够支持多任务并行计算,多目标优化可能需要计算成百上千种方案,多任务并行计算能有效的加快分析进度(5)需要有一个高效的优化工具,支持遗传、粒子群等多目标优化算法2基于ANSYS Maxwell的多目标优化方法介绍以上提及的多目标优化的各种条件,ANSYS都能够很好的满足。

ANSYS提供基于Workbench的多物理场优化平台,计算精度早已得到验证,ANSYS产品也嵌入了多种不同层次的优化器,可以根据需要,便捷的实现多目标优化分析。

maxwell 参数化建模 表达式

maxwell 参数化建模 表达式

maxwell 参数化建模表达式在我们现代科技的快速发展中,电磁仿真技术在各个领域得到了广泛的应用。

Maxwell方程作为电磁学的基石,描述了电磁场在时空中演化的规律。

为了更好地解决实际问题,我们将借助Maxwell方程进行参数化建模,并通过表达式来分析与优化问题。

一、Maxwell方程简介Maxwell方程包括四个基本方程,分别为高斯定律、高斯磁定律、安培环路定律和麦克斯韦添加项。

这些方程描述了电场、磁场与电荷密度、电流密度之间的关系。

在实际应用中,我们通常利用有限元法(FEM)对Maxwell方程进行求解。

二、参数化建模的概念参数化建模是一种将物理问题与数学表达式相结合的方法。

通过引入一组参数,我们可以更方便地描述和调整模型,从而提高求解效率和精度。

在电磁仿真中,参数化建模可以帮助我们快速地构建和优化模型,缩短研发周期。

三、表达式的构建与应用在Maxwell方程的求解过程中,我们需要构建一个合适的表达式来描述电磁场的分布。

表达式的构建通常包括以下几个步骤:1.确定变量:根据问题特点,选取合适的变量,如电场、磁场、电荷密度、电流密度等。

2.建立物理关系:根据Maxwell方程,建立变量之间的物理关系,如电磁场分布与电荷密度、电流密度之间的关系。

3.数学表达:将物理关系用数学表达式表示,如边界条件、源term等。

4.选择合适的求解方法:根据问题规模和特点,选择合适的求解方法,如有限元法(FEM)、有限差分法(FDM)等。

5.编写或选用求解器:利用编程语言(如C++、Python)编写求解程序,或选用现有的商业或开源求解器。

四、参数化建模在电磁仿真中的应用在电磁仿真中,参数化建模可以应用于以下几个方面:1.电磁器件的设计与优化:如滤波器、天线、变压器等。

2.电磁场问题的求解:如电磁干扰、电磁兼容等。

3.无损检测与评估:如材料缺陷检测、结构健康监测等。

4.电磁场与生物效应:如电磁辐射对人体健康的影响等。

maxwell 参数化建模 表达式

maxwell 参数化建模 表达式

maxwell 参数化建模表达式摘要:I.参数化建模简介A.参数化建模的定义B.参数化建模的优势II.Maxwell 软件中的参数化建模A.Maxwell 软件的特点B.Maxwell 软件中的参数化建模应用III.Maxwell 参数化建模中的表达式A.表达式的定义与作用B.常用表达式的介绍1.尺寸表达式2.材质表达式3.属性表达式IV.参数化建模在工程领域中的应用A.电气工程B.机械工程C.建筑工程正文:I.参数化建模简介参数化建模是一种以参数为基础的建模方法,通过对模型中的各个元素设置参数,并定义参数之间的关系,从而实现对模型的控制。

这种方法可以提高模型的灵活性和可维护性,同时减少重复劳动和错误率。

参数化建模的优势主要体现在以下几个方面:1.提高工作效率:参数化建模可以快速地创建和修改模型,减少重复劳动。

2.提高模型质量:参数化建模可以降低人为错误,提高模型的准确性。

3.方便协同设计:参数化建模有利于团队之间的协作,可以方便地共享和修改模型。

II.Maxwell 软件中的参数化建模Maxwell 是一款强大的电磁场模拟软件,广泛应用于电气、机械、建筑等领域。

在Maxwell 中,参数化建模的应用非常丰富,可以用于优化和控制模型的各个方面。

A.Maxwell 软件的特点Maxwell 参数化建模的主要特点如下:1.丰富的建模功能:Maxwell 提供了丰富的建模工具,可以实现复杂的模型创建。

2.强大的参数控制:Maxwell 支持参数的批量修改、关联修改等操作,方便控制模型。

3.高效的计算引擎:Maxwell 的计算引擎能够快速地处理大量数据,实现高效的参数化建模。

B.Maxwell 软件中的参数化建模应用在Maxwell 软件中,参数化建模可以应用于以下领域:1.电气工程:在电气设备设计和分析中,参数化建模可以用于控制线缆、元件等参数,实现设备的优化设计。

2.机械工程:在机械设备设计和分析中,参数化建模可以用于控制零件、装配体等参数,实现设备的优化设计。

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Maxwell参数化建模和优化设计1前言随着产业升级,各领域工业产品的性能指标需求逐步提高,设计工程师们发现仅依靠理论和经验难以完成设计任务,在这种情况下借助高性能计算机和专业的仿真设计软件,让“电脑”代替“人脑”从海量的解集中搜寻最优设计方案成为必然趋势,设计工程师正逐渐转变为优化算法策略的设计者。

以电机设计为例,电机的设计参数众多,同时涉及到多物理场的强耦合,电机工程师面对的是大规模、高难度的优化设计问题。

解决如此复杂的工程问题有两个重要的基础工作:即建立复杂的参数化几何模型和制定合理的多目标优化策略并高效实施。

ANSYS Maxwell作为业界最佳低频电磁场仿真设计软件,提供了多种几何参数化建模的方法,适用于不同复杂程度的工程问题;同时,借助于ANSYS Workbench平台电磁、结构、流体以及优化模块,可进行电机多物理场耦合的多变量多目标优化设计,另外借助于ANSYS平台强大的并行、分布式计算能力,工程师可在最短的时间内对复杂优化策略进行分析和验证,快速实现产品迭代创新。

本文将从参数化建模、优化设计两个方面介绍Maxwell的相关功能。

2参数化建模通常可以将模型的几何参数、材料属性、温度、激励等设计参数设置成变量,当改变变量的时候,模型会自动更新,以达到参数化模型的目的。

参数化模型的优点:对设计参数进行更改后模型会自动更新,可以快速方便的调整模型;轻松定义和自动创建同一系列的模型;便于参数分析和优化分析;便于灵敏度分析、统计分析、公差分析等。

参数化模型的目的:对于在校学生可以快速搞清设计参数与性能指标的关系,加深对理论的理解;对于仿真工程师而言缩短了建模时间、提高工作效率;对于研发工程师是产品优化设计、创新设计的重要基础工作。

Maxwell可以实现的参数化设置如下:①几何模型参数化;②激励源/外电路参数化;③材料属性参数化;④温度参数化;⑤网格参数化;⑥求解设置参数化。

对于ANSYS Maxwell平台的仿真分析,我们可用的几何参数化建模方法大致分为以下八种,其中前4种是目前大多数工程师都在采用的,比较直观简单,容易操作,第5种用户自定义UDP 建模使用起来稍有难度,但是对于复杂几何模型来说其建模效率很高,用户只要具有一定的C 或Python编程基础,读懂软件自带模板的代码,参考帮助文件,稍加练习,都可以掌握,这种方法结合Maxwell的脚本功能可以更方便的实现完整仿真模型的参数化建模;第6/7种方法需要利用到Workbench平台中的几何建模工具,最后一种是借助第三方建模工具进行参数化设计。

总之,用户可以利用的方法很多,适合不同复杂程度的工程问题。

①Maxwell直接参数化建模;②Maxwell导入CAD图纸生成建模历史并参数化;③RMxprt导入Maxwell参数化建模;④Maxwell内置UDP模型参数化建模;⑤用户自定义UDP参数化建模;⑥导入ANSYS DesignModeler绘制的参数化模型;⑦导入ANSYS SpaceClaim绘制的参数化模型;⑧导入Solidworks等第三方几何建模工具绘制的参数化模型。

2.1Maxwell直接参数化建模Maxwell自带一个几何建模框架,这个框架与某些专业CAD工具不同,它是基于点、线、面、体、布尔运算、平移、旋转、阵列等功能绘制几何模型,虽然对于初学者来说略显繁琐,但是这种建模方法可以非常直观、精确的实现几何的参数化,因为Maxwell建模过程基于历史树,每个建模步骤的参数都可以随时进行再编辑,用户可直接将数字量改为变量或表达式,即可实现参数化建模,同时软件内部有一些内置的变量可以直接使用。

新建变量时,如下几点规则需要注意。

①Maxwell定义的变量要以字母、数字和下划线组成;②变量不能以数字开头;③不要用系统的预留变量名、单位、常量名来定义变量;④Project变量要以$开头;⑤尽量使用可读性比较强的变量名;⑥不区分大小写。

预留变量名、单位名、常量名都可以直接使用,如常用的Time、position、speed、pi变量等。

表达式在运算过程中会带单位运行,如果变量不带单位,则会使用软件默认的单位。

另外,需要注意的是,表达式中的变量是带单位运行的,例如,当定义了gamma变量,其单位为deg,则表达式gamma/180结果的单位还是deg,如用户需要得到无单位的结果,可将表达式写成gamma/180/1deg。

下面为使用Maxwell自带建模框架进行直接几何参数化建模的例子,在这个过程中,所有坐标点、平移的距离、旋转的角度、sweep的角度或距离、圆弧半径、矩形的长宽、阵列的数量等等都可以通过变量来驱动。

在Maxwell中绘制一个圆形面域Circle1,并将半径定义为变量rad。

绘制一条直线Polyline1,修改直线起始坐标点为与变量a、b有关的量。

选中Polyline1,执行sweep along vector操作,生成一个长宽为a、b的矩形,我们可以通过控制Vector变量来控制矩形的面积。

如果需要对两个模型进行相减运算,我们可以通过窗口上方的工具栏找到布尔运算命令快速实现模型间的布尔运算,如Subtract等。

我们可以很方便的对倒角命令进行参数化。

首先切换到Vertices选择模式,选中需要倒角的顶点,如选中矩形四个顶点执行fillet操作,将fillet半径设置为变量Rf。

设置拉伸长度为变量thick。

变量h。

置阵列角度为360deg/num,num为阵列个数,需勾选Attach to original object。

如用户需要查看参数化模型动画,可通过如下方法实现。

2.2Maxwell导入CAD图纸生成建模历史并参数化对于一些简单的几何模型,可以将模型的dxf、dwg等CAD图纸导入Maxwell,利用软件的生成建模历史功能,在软件内部识别模型中的点、线、面,然后手动对需要参数化的几何特征进行变量设置以实现参数化。

下面以电磁阀案例进行说明。

在Modeler>Import处导入CAD图纸,软件支持导入多种文件格式,但并非全部模型均支持生成建模历史。

选中模型并执行Modeler>Generate History生成建模历史。

变量,达到模型参数化的目的。

数表示凸起,负数表示缩进,Move的距离可设置为变量并参数化扫描。

在Maxwell3D中,可以使用move faces功能来快速实现槽口宽度参数化。

执行Modeler>Import…导入CAD图纸,右键切换选择模式Selection Mode>Faces首先选中槽口对应的面,然后执行Edit>Surface>Move Faces>Along Normal操作,最后将移动距离设置为变量d。

移动的距离若为正数则表示突出,若为负数则表示缩进。

利用倒角功能可以对任意顶点进行倒角建模,倒角分为fillet圆角,charm切角两种,倒角尺寸也可实现参数化。

如对电机定子齿部进行圆角参数化可按如下操作进行。

2.3RMxprt导入Maxwell参数化建模RMxprt是AEDT中基于磁路法的旋转电机专家设计工具,在RMxprt建模过程中,可以将电机的几何尺寸等设置为变量或表达式,并利用其“一键有限元”功能生成Maxwell仿真模型,RMxprt中定义的变量也会自动传递到Maxwell模型中。

以软件自带的assm-1为例,如将定子槽型尺寸设置为变量。

若电机是平行齿,不能直接使用Parallel Tooth定义的齿宽,因为齿宽不会传递到Maxwell,我们需要将Bs1和Bs2手动定义,通过控制这两个变量来等效平行齿对应的槽宽度。

RMxprt计算完成后,可一键生成有限元模型,可以在Maxwell中参看定义的变量,软件传递了RMxprt中手动定义的变量除线圈匝数变量,线圈匝数变量TC虽然实现了传递,但未自动赋值,需手动修改,可以List功能对线圈匝数进行批量修改。

2.4Maxwell内置UDP模型参数化建模Maxwell软件内置了非常多的UDP模型库,包含了各种常用的电机冲片、线圈、机壳、变压器等模型,用户可以直接调用并将其中的几何尺寸设置为变量,快速实现参数化建模。

UDPs模型同时支持2D和3D建模,UDPs模型的几何尺寸可直接填写表达式实现参数化建模。

用户可通过Maxwell的帮助文档中的介绍,详细了解UDPs参数和使用说明。

UDPs的打开方式为Draw>User Defined Primitive>RMxprt。

同一个UDP模型可利用Info选项,分别定义冲片、磁钢、磁钢槽、求解域等模型,如为0是冲片,1是磁钢,2是磁钢槽等。

InforCore=0InforCore=1InforCore=2我们可以对多个UDP模型做布尔运算,来组合出更为复杂的几何模型,对于UDP模型也可以进行倒角操作来增加模型细节,下面是一个简单的示例,用两个IPMcore实现V一磁钢结构形式。

目前,自带的UDP库包含很多电机部件的模型,如定子模型、转子模型、绕组模型、轴向磁通电机&直线电机等,涉及到永磁、感应、磁阻类电机。

定子模型:转子模型:Double Cage SRM Core Salient Pole CoreSynRM Core PM Core PM Core绕组模型:Lap Coil Wave Coil Con Coil 轴向磁通电机&直线电机:新版本UDP内置了空心杯电机绕组模型。

通过Draw>User Defined Primitive>RMxprt> CupCoil实现。

InfoCoil=0InfoCoil=12.5用户自定义UDP参数化建模UDP是一个开放的框架,开发即意味着无限的可能性,用户可参考help文档编写自己的UDP脚本模型,支持python或C,用户自建的UDP模型可以像自带模型一样被调用,对于复杂的几何模型来说十分的高效。

示范案例和UDP安装默认地址:C:\ProgramFiles\AnsysEM\AnsysEM19.4\Win64\syslib\UserDefinedPrimitives\Examples。

UDP脚本的构架并不复杂,用户通过学习标准例子,并参考它从简单模型开始编写就可以掌握。

UDP脚本构架:UDP说明:UDP默认输入和默认值:读取输入数据和主函数:建模示例:如用户通过语言编写了UDP脚本程序,可将程序文件复制到UDP安装默认地址:C:\Program Files\AnsysEM\AnsysEM19.4\Win64\syslib\UserDefinedPrimitives\Examples。

然后在软件中更新一下即可使用。

V_Shape_IPM_Rotor UDP模型介绍:现代永磁电机转子结构千变万化,内置UDP无法满足需求,为此ANSYS China技术团队将陆续开发一系列自定义UDP模型,本次发布的模型具有如下几个特点。

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