精品工程电磁场报告——maxwell
Ansoft Maxwell 2D 工程电磁场有限元分析
1.3.1Maxwell 2D 的边界条件
静磁场有以下几种边界条件： 矢量磁位边界条件 对称边界条件 气球边界条件 主边界条件 从边界条件 • 1.3.1.1 Default Boundary Conditions 自然边界条件，也称纽曼边界条件，可以用来描 述两个相接触的物体，在接触面上，磁场强度H 的切向分量和磁感应强度B 的法向分 量保持连续。
Maxwell 2D 基础
1.3 Maxwell 2D 的边界条件和激励源
边界条件和激励源方式按照不同的求解器来设定。 按照计算模型所需的求解器不同，主要可以分为以下 6 大类： 求解器 可计算的执行参数 静磁场 矩阵（电容）、力、转矩 涡流场 矩阵（电感）、力、转矩、磁通量 瞬态磁场 矩阵（阻抗）、力、转矩、磁通量 静电场 导纳、电流 交变电场 电导、电流 直流传导电场 注： 瞬态磁场是指被求解问题随时间做一定有规则的运动， 以及所加载激励是时间、位置、或者速度的函数关系，
软件默认的参数变量为_t，在X、Y、Z 三个方向上都可以设置为_t的函数，而在 Start_t 和End_t 中设置参数_t 的起始和终止范围，通过Points 项可以设置由多少个点 组成该参数曲线，若设置为0 则表示由软件默认的点数组成，此时的曲线较为光滑 ，若该项设置过少则曲线将有多段直线组成。
Maxwell 2D 基础
1.2 Maxwell 2D 的材料管理
1.2.2 常用硅钢片50W600的添加
以硅钢片50W600材料为例，先要了解该材料的特性，找到相应的相对磁化曲线 表，它的磁化曲线是非线性的；电导率在2e+6 S/m 左右。 添加步骤： 1、材料命名：50W600 2、选定坐标系：Cartesian 3、设置相关参数 Relative Permeability --相对磁导率设为 非线性曲线，点击右侧“Bh Curve”，进入 磁化曲线表， 输入相应的数据，点击OK 。 Bulk Conductivity --电导率设为2000000。 后两项默认即可。
电磁场 软件MAXWELL使用说明教学教材
电磁场软件M A X W E L L使用说明Ansoft Maxwell 2D/3D 使用说明第1章 Ansoft 主界面控制面板简介在Windows下安装好Ansoft软件的电磁场计算模块Maxwell之后，点击Windows的“开始”、“程序”项中的Ansoft、Maxwell Control Panel，可出现主界面控制面板（如下图所示），各选项的功能介绍如下。
1.1 ANSOFT介绍Ansoft公司的联系方式，产品列表和发行商。
1.2 PROJECTS创建一个新的工程或调出已存在的工程。
要计算一个新问题或调出过去计算过的问题应点击此项。
点击后出现工程控制面板，可以实现以下操作：●新建工程。
●运行已存在工程。
●移动，复制，删除，压缩，重命名，恢复工程。
●新建，删除，改变工程所在目录。
1.3 TRANSLATORS进行文件类型转换。
点击后进入转换控制面板，可实现：1.将AutoCAD格式的文件转换成Maxwell格式。
2.转换不同版本的Maxwell文件。
1.4 PRINT打印按钮，可以对Maxwell的窗口屏幕进行打印操作。
1.5 UTILITIES常用工具。
包括颜色设置、函数计算、材料参数列表等。
第2章二维（2D）模型计算的操作步骤2.1 创建新工程选择Mexwell Control Panel (Mexwell SV)启动Ansoft软件→点击PROJECTS打开工程界面（如图2.1所示）→点击New进入新建工程面板（如图2.2所示）。
在新建工程面板中为工程命名（Name），选择求解模块类型（如Maxwell 2D, Maxwell 3D, Maxwell SV等）。
Maxwell SV为Student Version即学生版，它仅能计算二维场。
在这里我们选择Maxwell SV version 9来完成二维问题的计算。
图2.1 工程操作界面图2.2 新建工程界面2.2 选择求解问题的类型上一步结束后，建立了新工程（或调出了原有的工程），进入执行面板（Executive Commands）如图2.3所示。
武大电气工程电磁场实验报告(90分精品)
工程电磁场实验报告电气工程学院XXX2014302540XXX平行输电线电场计算1.问题描述：导线半径0.01m，导线对地高度为10m，导线间距为5m，每根导线对地电压为6V，6根导线平行放置，建立模型并求解电场分布。
2.创建项目，选择求解类型（1）启动并建立项目文件（2）重命名并保存（3）选择分析类型和求解器新建工程文件，单击菜单命令Project/Insert Maxwell 2D Design，或者单击工具栏上的图标。
执行菜单命令Maxwell 2D/Solution Type，在弹出的对话框中选择求解类型Electrostatic，如图2-1所示：图2-1 选择求解器类型3.绘制几何模型（1）设置绘图单位执行菜单命令Modeler/Units，根据需要进行单位设置。
本例中单位为m。
（2）绘制模型（a）绘制导线绘制导线1：点击快捷键（或者执行命令Draw/Circle），绘图区下方坐标状态栏输入（-2.5,10,0）后回车，此时坐标（X,Y,Z）变为（dX,dY,dZ），在其中输入（0,0.01,0），如图3-1所示，回车则会出现面圆Circle1。
图3-1 第一根导线坐标示意图同理，绘制导线2-6，导线2的圆心坐标为（-7.5,10,0），半径为（0,0.01,0）；导线3的圆心坐标为（-12.5,10,0），半径为（0,0.01,0）；导线4的圆心坐标为（2.5,10,0），半径为（0,0.01,0）；导线5的圆心坐标为（7.5,10,0），半径为（0,0.01,0）；导线6的圆心坐标为（12.5,10,0），半径为（0,0.01,0）；（b）绘制求解区域执行菜单命令Draw/Circle或单击工具栏上的，输入坐标(0,0,0)回车，输入(0,62.5,0)回车确认，得到cricle7。
只选择上半区域进行求解，选中circle7，执行菜单命令Modeler/Boolean/Split或单击工具栏上的，选择XZ平面，点击确定，如图3-2所示。
电磁场 软件MAXWELL使用说明
Ansoft Maxwell 2D/3D 使用说明第1章Ansoft 主界面控制面板简介在Windows下安装好Ansoft软件的电磁场计算模块Maxwell之后，点击Windows 的“开始”、“程序”项中的Ansoft、Maxwell Control Panel，可出现主界面控制面板（如下图所示），各选项的功能介绍如下。
1.1 ANSOFT介绍Ansoft公司的联系方式，产品列表和发行商。
1.2 PROJECTS创建一个新的工程或调出已存在的工程。
要计算一个新问题或调出过去计算过的问题应点击此项。
点击后出现工程控制面板，可以实现以下操作：●新建工程。
●运行已存在工程。
●移动，复制，删除，压缩，重命名，恢复工程。
●新建，删除，改变工程所在目录。
1.3 TRANSLATORS进行文件类型转换。
点击后进入转换控制面板，可实现：1.将AutoCAD格式的文件转换成Maxwell格式。
2.转换不同版本的Maxwell文件。
1.4 PRINT打印按钮，可以对Maxwell的窗口屏幕进行打印操作。
1.5 UTILITIES常用工具。
包括颜色设置、函数计算、材料参数列表等。
第2章二维（2D）模型计算的操作步骤2.1 创建新工程选择Mexwell Control Panel (Mexwell SV)启动Ansoft软件→点击PROJECTS打开工程界面（如图2.1所示）→点击New进入新建工程面板（如图2.2所示）。
在新建工程面板中为工程命名（Name），选择求解模块类型（如Maxwell 2D, Maxwell 3D, Maxwell SV等）。
Maxwell SV为Student Version即学生版，它仅能计算二维场。
在这里我们选择Maxwell SV version 9来完成二维问题的计算。
图2.1 工程操作界面图2.2 新建工程界面2.2 选择求解问题的类型上一步结束后，建立了新工程（或调出了原有的工程），进入执行面板（Executive Commands）如图2.3所示。
maxwell在工程电磁场中的应用
Maxwell在工程电磁场中的应用一、Maxwell方程组的提出Maxwell方程组是电磁学的基本方程，由苏格兰物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦于1861年至1862年提出，是描述电磁场的基本规律。
该方程组共有四个方程，分别是高斯定律、法拉第电磁感应定律、安培环路定律和高斯-安培定律。
这些方程不仅揭示了电场和磁场的本质，还预言了电磁波的存在，对电磁学理论和工程应用产生了深远影响。
二、Maxwell方程组的应用1. 电磁波Maxwell方程组预言了电磁波的存在，是现代通信技术的基础。
电磁波的频率范围广泛，包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等。
通过调控电磁波的波长和频率，人类可以实现无线通信、遥感探测、医学影像和材料检测等各种应用。
2. 电磁感应根据法拉第电磁感应定律，改变磁场的大小或方向可以产生感应电动势。
基于这一原理，人们可以制造电感、变压器、发电机、电动机等各种电磁设备。
这些设备在能源转换、电力传输和电动车辆等方面发挥着重要作用。
3. 电磁场模拟Maxwell方程组可以用于建立电磁场的数学模型，通过计算机仿真分析电磁场的分布和变化规律。
这种模拟技术在电磁兼容性设计、天线设计、微波加热、电磁遮蔽等领域得到广泛应用，为工程师提供了重要的设计工具。
4. 电磁兼容性电磁兼容性是指电子设备在电磁环境中能够正常工作而不受外部电磁干扰，同时也不会对外部环境产生过大的电磁干扰。
Maxwell方程组为电磁兼容性设计提供了理论依据，工程师可以根据电磁场的传播规律和相互作用特性，设计出具有良好电磁兼容性的电子产品。
5. 激光与光纤通信激光是一种特殊的电磁波，其特性由Maxwell方程组描述。
激光技术在通信、医疗、制造等领域有着广泛的应用，光纤通信系统通过光的全内反射传输信息，具有大容量、低损耗、抗干扰等优势。
三、Maxwell方程组的研究进展1. 电磁场理论Maxwell方程组是经典电磁场理论的基础，但在高能物理、凝聚态物理、光子学等领域，人们提出了相对论性电磁场理论、量子电磁场理论等新的理论框架，拓展了Maxwell方程组的适用范围。
工程电磁场报告——maxwell
=
1
2 H Rs S t 2
= 2δσ =
H2 t
H2 t 2
ωμ 2σ
S
式中，S 为叠片表面积；Ht 为磁场强度切向分量；σ为叠片电导率；μ为叠片 相对磁导率；ω为外加磁场角频率；R s 为单位表面积叠片的阻抗；δ为趋肤深 度。此公式适用于频率大于 10KHZ 的情况，为了进行对比，也利用此公式计 算 2KHZ 和 5KHZ 的情况。 高频数值计算结果与实验值的比较 F（Hz） 2k 5k 10k 3 误差分析 误差表格 F(Hz) 1 60 360 1K 2K 5K 10K Bmin 0.004% 0.097% 8.11% 16.4% 18.8% 7.91% 0.27% P 3.3% 3.3% 5.5% 17% 42%（低） 20%（高） 80%（低） 34%（低） 6.6%（高） 1.9%（高） Bmin（T） 0.7167 0.3208 0.0666 P（W）[理论] 5.6918 9.0000 12.727 P（W）[实验] 4.64186 9.47030 1.24261e1
高频公式理论表格 F(Hz) 5000 3）误差分析 误差表格 F(Hz) 50 200 5000 Bmin 0.03% 0.04% 0.11% P 0.07% 0.13% 47.5%(低) 2.0%(高) Bmin(T) 0.0288 P(W) 1.13868e001
经过对比发现在 50HZ 和 200HZ 时,仿真结果与低频损耗计算结果吻合较好；在 5000HZ 时,仿真结果与高频损耗计算结果吻合也较好。而对于 Bmin 来说，3 个频 率时候吻合得都非常好。 二、叠钢片的涡流分析 不同频率下的 Bmin 和 P F（Hz） 1 60 Bmin（T） 0.9997 0.9993 第8页 共8页 P（W） 1.99214e-6 7.16701e-3
AnsysMaxwell在工程电磁场中的应用1
AnsysMaxwell在工程电磁场中的应用1 目录•1.1 界面环境•1.2 Maxwell 2D 的模型绘制•1.3 Maxwell 2D 的材料管理o 1.3.1 常用硅钢片材料的添加o 1.3.2 永磁材料的添加•1.4 Maxwell 2D 的边界条件和激励源o 1.4.1 Maxwell 2D 的边界条件o 1.4.2 Maxwell 2D 的激励源设置•1.5 Maxwell 2D 的网格剖分和求解设置o 1.5.1 Maxwell 2D 的网格剖分设置o 1.5.2 Maxwell 2D 的求解设置•1.6 Maxwell 2D 的后处理操作流程o 1.6.1 求解场图的查看o 1.6.2 路径上场量的查看学习自：《Ansoft12在工程电磁场中的应用》赵博、张洪亮等编著软件版本：ANSYS2019R3（1.9.7）回到顶部1.1 界面环境左侧为工程管理栏，可以管理一个工程文件中的不同部分或管理几个工程文件。
其下方为工程状态栏，在对某一物体或属性操作时，可在此看到操作的信息。
最下方并排的是工程信息栏，该栏显示工程文件在操作时的一些详细信息，例如警告提示，错误提示，求解完成等信息。
在旁边的工程进度栏内主要显示的是求解进度，参数化计算进度等，该进度信息通常会用进度条表示完成的百分比。
在屏幕中部是工程树栏，在此可以看到模型中的各个部件及材料属性、坐标系统等关键信息，也方便用户对其进行分别管理。
在操作界面最右侧较大区域为工程绘图区，用户可以在此绘制所要计算的模型，也可以在此显示计算后的场图结果和数据曲线等信息。
如果不小心将这几个区域给关闭了，还可以在 View 菜单栏中将其对应项前的对号勾上，则对应的区域会重新显示出来。
部分快捷操作按钮如下：新建 Maxwell 3D 工程，新建 Maxwell 2D 工程，新建电路工程，新建 RMxprt 工程。
新建，打开，保存，关闭等。
复制，剪切，粘贴，撤销等。
工程电磁场实训报告总结
一、引言电磁场是现代工程领域中不可或缺的一部分，涉及通信、电子、电力、医疗等多个领域。
为了加深对电磁场理论知识的理解，提高实际操作能力，我们参加了为期两周的工程电磁场实训。
通过本次实训，我们不仅巩固了电磁场的基本理论，还学会了如何运用这些理论解决实际问题。
以下是本次实训的总结报告。
二、实训内容1. 电磁场基本理论实训首先对电磁场的基本理论进行了回顾，包括麦克斯韦方程组、电磁波、电磁场能量等。
通过理论学习，我们深入了解了电磁场的基本性质和规律。
2. 电磁场模拟软件的使用实训过程中，我们学习了电磁场模拟软件的使用方法。
以Ansys Maxwell为例，我们学会了如何建立模型、设置边界条件和求解电磁场问题。
通过实际操作，我们掌握了软件在工程中的应用。
3. 电磁场仿真实验在仿真实验环节，我们针对实际工程问题进行了电磁场仿真。
例如，我们模拟了天线辐射、传输线特性、电磁屏蔽等场景，分析了电磁场参数对实际工程的影响。
4. 电磁场测量实验实训还安排了电磁场测量实验，包括电磁场强度测量、电磁波传播特性测量等。
通过实验，我们掌握了电磁场测量仪器的使用方法，了解了电磁场参数的测量方法。
三、实训收获1. 理论知识得到巩固通过本次实训，我们对电磁场基本理论有了更深入的理解，为今后在相关领域的学习和工作打下了坚实的基础。
2. 实际操作能力得到提高实训过程中，我们学会了使用电磁场模拟软件和测量仪器，提高了实际操作能力。
这些技能将有助于我们在今后的工作中解决实际问题。
3. 团队协作能力得到锻炼实训过程中，我们分组进行实验和仿真，培养了团队协作精神。
在遇到问题时，我们共同讨论、解决问题，提高了团队协作能力。
4. 创新意识得到培养在实训过程中，我们针对实际问题进行仿真和实验，培养了创新意识。
通过不断尝试和改进，我们找到了更优的解决方案。
四、不足与反思1. 理论与实践结合不够紧密在实训过程中，我们发现部分理论知识在实际操作中应用不够灵活。
maxwell中create time averaged fields report
maxwell中create time averaged fieldsreportMaxwell是一款广泛应用于电磁场建模和仿真的软件工具。
它的强大功能和灵活性使得它成为工程师和科学家们不可或缺的工具之一。
在Maxwell中，通过对电磁场建模和仿真进行分析，可以得到各种有用的结果，其中之一就是创建时间平均场报告。
时间平均场报告是一种对电磁场的统计分析工具，通过对电磁场的多个时间步长进行平均，可以得到电磁场的平均强度和分布情况。
这对于研究电磁场的特性和优化电磁设备的设计非常重要。
在Maxwell中创建时间平均场报告需要经过一系列的步骤。
首先，我们需要导入电磁场模型并设置仿真参数。
在导入模型时，我们可以选择导入已有的模型文件，也可以通过绘制几何图形并定义材料属性来创建模型。
接下来，我们需要设置仿真参数。
这包括设置频率范围、网格大小、求解器选项等。
通过合理设置这些参数，可以保证仿真结果的准确性和可靠性。
完成模型导入和仿真参数设置后，我们可以开始进行电磁场仿真。
Maxwell会根据设置的参数对电磁场进行数值计算，并得到电磁场的分布情况。
仿真结果将以二维或三维的形式呈现，我们可以通过可视化工具对仿真结果进行观察和分析。
在得到了电磁场的仿真结果后，我们可以进行时间平均场报告的创建。
在Maxwell中，时间平均场报告可以包含多个结果，如电场、磁场、能量密度等。
我们可以选择感兴趣的结果进行分析，并对其进行平均处理。
通过时间平均场报告，我们可以得到电磁场在时间上的平均分布情况。
这对于研究电磁场在长时间尺度上的行为非常有价值。
例如，在电磁设备的设计中，我们可以通过时间平均场报告来评估设备的功耗、热耗散等特性。
此外，时间平均场报告还可以用于分析不同场景下电磁场的变化情况。
通过对比不同时间段的平均场分布，我们可以发现电磁场在不同工作状态下的差异，从而进一步优化设备设计。
总之，Maxwell中的时间平均场报告是一种非常有用的分析工具，可以帮助工程师和科学家们更好地理解和优化电磁场。
ZJH_Chap11_4th_Maxwell电磁场理论_37p
英国物理学家、数学家。11月13日出生 Maxwell; 英国物理学家、数学家。11月13日出生 是法拉第发现电磁感应后2个多月。15岁在 岁在“ 时，是法拉第发现电磁感应后2个多月。15岁在“爱丁 堡皇家学报”发表论文，1854年从剑桥大学毕业 年从剑桥大学毕业， 堡皇家学报”发表论文，1854年从剑桥大学毕业，卡文 迪什试验室首任主任。 迪什试验室首任主任。
Maxwell 电磁场理论简介
1
迄今已学习
静止电荷的电场
恒定电流的磁场
本节将介绍电与磁之间的联系，电场、磁场的相互激发 本节将介绍电与磁之间的联系，电场、磁场的相互激发. Maxwell在稳恒场理论的基础上，提出了涡旋电场和位 在稳恒场理论的基础上，提出了涡旋电场和 在稳恒场理论的基础上 涡旋电场 移电流的概念 的概念： 移电流的概念：
7
Maxwell 电磁场理论简介
例
解：
8
Maxwell 电磁场理论简介
设平行板电容器极板为圆板，半径为R 例 设平行板电容器极板为圆板，半径为 ，两极板间 对电容器充电， 距为 d , 用缓变电流 IC 对电容器充电，求 P1 , P2 点处 的磁感应强度。 的磁感应强度。 P2 P1 σ −σ 解 任一时刻极 E = σ = D 板间的电场 ε0 ε0 IC ID 极板间任一点的位移电流密度 R ∂D ∂σ IC
涡旋电场 揭示出变化的磁场可以在空间激发电场，并通 揭示出变化的磁场可以在空间激发电场，
电磁感应定律得出了二者的关系. 过Faraday电磁感应定律得出了二者的关系 任何随时间 电磁感应定律得出了二者的关系 而变化的磁场，都是和涡旋电场联系在一起的。 而变化的磁场，都是和涡旋电场联系在一起的。
位移电流 揭示出变化的电场可以在空间激发磁场，并通 揭示出变化的电场可以在空间激发磁场，
工程电磁场实验报告上交版
实验报告——叠片钢涡流损耗分析实验目的:1）认识钢的涡流效应的损耗, 以及减少涡流的方法；2）学习涡流损耗的计算方法；3）学习用MAXWELL SV计算叠片钢的涡流。
实验内容:作用在磁钢表面的外磁场Hz=397.77A/m, 即Bz=1T, 要求理论分析与计算机仿真：叠片钢的模型为四片钢片叠加而成, 每一片界面的长和宽分别是12.7mm和0.356mm, 两片之间的距离为8.12um, 叠片钢的电导率为2.08e6S/m, 相对磁导率为2000, 建立相应几何模型, 并指定材料属性, 制定边界条件。
分析不同频率下的涡流损耗。
实验简介:在交流变压器和驱动器中, 叠片钢的功率损耗很重要。
大多数扼流圈和电机通常使用叠片, 以减少涡流损耗, 但是这种损耗仍然很大, 特别是在高频的情况下, 交变设备中由脉宽调制波形所产生的涡流损耗不仅降低了设备的整体性能, 也产生了热。
设计工程师通常采用两种方法预测叠片钢的损耗:使用叠片钢厂商提供的铁耗随频率的变化曲线, 但是往往很难得到这样的曲线；使用简单的计算公式, 公式中的涡流损耗是叠片厚度的函数, 但是这样的公式往往仅在频率为60Hz或更低的频率情况下才是正确的。
而大多数交变电磁设备, 所使用的频率可达千赫兹或兆赫兹, 因此需要用其它的方法预测涡流损耗。
在非常高的频率下, 涡流损耗远大于磁滞损耗, 铁损几乎完全是由涡流引起的。
涡流损耗可以使用有限元法通过数值计算获得。
本实验就采用轴向磁场涡流求解器来计算不同频率下的涡流损耗。
实验步骤:根据实验内容分析建立实验模型, 由于四片叠片钢关于XY轴具有对称性, 故可以只计算第一象限。
定义模型的长宽及两片之间距离, 电导率, 相对磁导率以及外磁场场强之后就可以进行仿真。
通过生成几何模型, 制定材料属性, 指定边界条件和源, 设定求解参数选项极乐进行数据的统计了。
数值计算结果:图一Hz=1Hz时叠片钢的磁场分布图二Hz=60Hz时叠片钢的磁场分布图三Hz=360Hz时叠片钢的磁场分布图四Hz=1kHz时叠片钢的磁场分布图五Hz=2kHz时叠片钢的磁场分布图六Hz=5kHz时叠片钢的磁场分布图七Hz=10kHz时叠片钢的磁场分布1.数值结果与低频损耗计算公式的比较低频涡流损耗的计算公式为P=t2ω2B2σ2/24 V式中, V为叠片体积；t为叠片厚度；B为峰值磁通密度；δ为叠片电导率；ω为外加磁场角频率。
工程电磁场实验报告
一、实验目的a)认识钢的涡流效应的损耗，以及减少涡流的方法；b)学习涡流损耗的计算方法；c)学习用MAXWELL 2D计算叠片钢的涡流。
二、软件环境的使用简介及实验步骤以螺线管电磁阀静磁场分析为例，练习在MAXWELL 2D环境下建立磁场模型，并求解分析磁场分布以及磁场力等数据。
a) 建立项目：其中包括生成项目录，生成螺线管项目，打开新项目与运行MAXWELL 2D。
b) 生成螺线管模型：使用MAXWELL 2D求解电磁场问题首先应该选择求解器类型，静磁场的求解选择Magnetostatic，然后在打开的新项目中定义画图平面，建立要求尺寸的螺线管几何模型，螺线管的组成包括Core、Bonnet、Coil、Plugnut、Yoke。
c) 指定材料属性：访问材料管理器，指定各个螺线管元件的材料，其中部分元件的材料需要自己生成，根据给定的BH曲线进行定义。
d) 建立边界条件和激励源：给背景指定为气球边界条件，给线圈Coil施加电流源。
e) 设定求解参数：本实验中除了计算磁场，还需要确定作用在螺线管铁心上的作用力，在求解参数中要注意进行设定。
f) 设定求解选项：建立几何模型并设定其材料后，进一步设定求解项，在对话框Setup Solution Options进入求解选项设定对话框，进行设置三、实验的结果及理论分析1.不同频率时的最低的磁通密度B和涡流损耗下图是Hz=1Hz和Hz=1kHZ时叠片钢的磁场分布。
图1 Hz=1Hz时叠片钢的磁场分布图1 Hz=1KHz时叠片钢的磁场分布由MAXWELL 2D软件通过有限元分析得出的不同频率出最低的磁通密度B和涡流损耗，见下表。
表不同频率下的B(T)和PF（Hz）Bmin（T）P（W）1 0.999 1.92947e-660 0.999 6.95679e-3360 0.989 2.44296e-11K 0.915 1.648422K 0.732 4.577485K 0.408 9.5638210K 0.096 1.244e1由表格可以知道:频率越大，B的大小越小，磁集肤现象越明显，涡流损耗p会迅速增大。
电磁场 软件MAXWELL使用说明要点
Ansoft Maxwell 2D/3D 使用说明第1章Ansoft 主界面控制面板简介在Windows下安装好Ansoft软件的电磁场计算模块Maxwell之后，点击Windows 的“开始”、“程序”项中的Ansoft、Maxwell Control Panel，可出现主界面控制面板（如下图所示），各选项的功能介绍如下。
1.1 ANSOFT介绍Ansoft公司的联系方式，产品列表和发行商。
1.2 PROJECTS创建一个新的工程或调出已存在的工程。
要计算一个新问题或调出过去计算过的问题应点击此项。
点击后出现工程控制面板，可以实现以下操作：●新建工程。
●运行已存在工程。
●移动，复制，删除，压缩，重命名，恢复工程。
●新建，删除，改变工程所在目录。
1.3 TRANSLATORS进行文件类型转换。
点击后进入转换控制面板，可实现：1.将AutoCAD格式的文件转换成Maxwell格式。
2.转换不同版本的Maxwell文件。
1.4 PRINT打印按钮，可以对Maxwell的窗口屏幕进行打印操作。
1.5 UTILITIES常用工具。
包括颜色设置、函数计算、材料参数列表等。
第2章二维（2D）模型计算的操作步骤2.1 创建新工程选择Mexwell Control Panel (Mexwell SV)启动Ansoft软件→点击PROJECTS打开工程界面（如图2.1所示）→点击New进入新建工程面板（如图2.2所示）。
在新建工程面板中为工程命名（Name），选择求解模块类型（如Maxwell 2D, Maxwell 3D, Maxwell SV等）。
Maxwell SV为Student Version即学生版，它仅能计算二维场。
在这里我们选择Maxwell SV version 9来完成二维问题的计算。
图2.1 工程操作界面图2.2 新建工程界面2.2 选择求解问题的类型上一步结束后，建立了新工程（或调出了原有的工程），进入执行面板（Executive Commands）如图2.3所示。
《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
MAXWELL实践报告
MAXWELL仿真实践报告学院：电信学院专业：自动化学号：学生：指导教师：陈嵩MAXWELL实践报告题目一：研究永磁同步电机静磁场分布要求：通过查阅资料，对永磁同步电机进行建模，通过本题目熟练掌握复杂模型的建立方法及技巧，并求解电机的平均电磁转矩及场图分布。
例：建立如下模型进行分析一、三相永磁同步电动机电机几何模型三相永磁同步电动机，由定子铁心、定子绕组、永磁体磁极、转子铁心组成。
电机定子内径、外径分别为74mm 和120mm，极数4，定子槽数24。
图1 电机定子冲片模型图2 电机几何模型图二、三相永磁同步电动机电机的材料及激励源对于永磁同步电动机静磁场分析，需要指定以下材料属性：1 、指定气隙Air-gap 材料属性——空气（亦可采用默认材料属性真空）；2 、指定绕组coil 材料属性——铜；3 、定义定子铁心Stator 及转子轭yoke 材料属性DW465-50,一种电机常用非线性铁磁材料；4 、定义永磁体材料，命名为P_Mag ，指定给永磁磁极。
（1）DW465-50 硅钢片表1 DW465-50 硅钢片B-H 数据表（2）永磁体材料图3 线性永磁材料退磁曲线（3）加载电流激励源选择A 相四个绕组，A 相绕组电流为36 安培，B 、C 相分别电流相位分别落后与A 相电流相位120 度和240 度，因此其值为18安培。
电流值满足：()02sin max +=ft I I A π ()1202sin max -=ft I I B π ()2402sin max -=ft I I B πHHz f 50=（4） 剖分图图4 模型剖分图三、电磁场仿真分析1、 力矩Ansoft 软件中力矩信息正方向为逆时针方向，图中力矩数值前的负号，代表电机所受力矩为顺时针方向。
另外，Maxwell 2D 进行磁场分析时，Z 轴长度是以1m 深度（depth ）进行计算的，即在本文中电机的轴向长度默认为1m ，实际电机铁心长94mm ，因此电机受到的实际力矩应为m N depth T T em ∙=⨯=⨯=3524.0094.07493.3 2、 力转子X 、Y 两方向分力及总的合力()N x F 7997.2= ()N y F 3776.5-= ()N F Mag 0628.6= 3、 电感矩阵表2 电感矩阵绕组中的电感参数，与实际绕组的匝数N 相关，且于Z 轴方向长度（depth ）相关，电感矩阵信息中所显示的为单匝，单位长度的电感值，因此实际电感需要按下式计算： 2a L L N depth =⨯⨯4、电机磁力线分布图5 电机磁力线分布5、电机磁通密度云图分布图6 电机磁通密度云图分布四、实践结论利用ansoft软件建立了永磁同步电动机的模型,以及分配了电机各个部分的材料以及设置了线圈的电流激励,并通过软件对电机的转子转矩、磁力线分布、磁通密度分布等进行了求解。
电磁场分析软件MAXWELL介绍
Maxwell 3D, ePhysics 和3D 建模器Maxwell 3D简要概述执行命令类似于Maxwell 2D建模器, 边界/激励设置以及手动划分网格不同于Maxwell 2D3D模型使用基于ACIS的核心3D模型导入能力: 3D ACIS (.sat), 3D IGES (.iges.igs), 3D Step (.step .stp), 旧的3D (.sld), (.geo), 和2D (.sm2)材料，激励，频率可以参数化扫描形状改变或者物体运动可以使用必要的优化Maxwell 3D求解器从下拉菜单中选择求解器: 静电场, 静磁场, 涡流场或瞬态场在静磁场中可以使用直流电流求解器ePhysics温度场(稳态或瞬态) 以及应力场求解器能够和3D电磁场求解器耦合。
静电场求解器静电场求解器计算静止电场。
静电场的激励源可以是:供应电压电荷分布求解量是电标势(ø)。
电场强度(E) 和电通密度(D) 由电标势自动算出。
派生量，如电磁力，电磁力矩，能量和电容可以由基本场量计算出来。
静磁场求解器静磁场求解器计算静态（直流）磁场。
静磁场的源可以是:导体内的直流电流永磁体外部静磁场求解量是磁场强度(H)。
电流密度(J) 和磁通量密度(B) 由电场强度(H)自动算出。
派生量，如力，力矩，能量和电感可以由基本场量计算出来。
涡流场求解器涡流场求解器计算给定频率下的时变(交流)磁场。
磁场的源可以是:导体内的正弦交流电流(峰值)时变外部磁场(峰值)求解量是磁场强度(H) 和磁标势(Ω)。
电流密度(J) 和磁感应强度(B) 由磁场强度(H)自动算出。
派生量，如力，力矩，能量和电感可以由基本场量计算出来。
瞬态场求解器计算时域磁场(在每一个时间步长的瞬间)。
方程式是基于一个立体导体中的电流矢势和一个标势，覆盖整个场域。
场方程式与电路方程式牢固地结合在一起，容许电压源或电流源或外部驱动电路。
求解量是磁场强度(H)和电流密度(J)，同时磁感应强度自动由磁场强度(H)算出。
Ansoft Maxvell电磁仿真软件的应用实验报告
Ansoft Maxwell电磁仿真软件的应用实验报告一Maxwell 简介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、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还可以产生高精度的等效电路模型以供Ansoft的SIMPLORER模块和其他电路分析工具调用。
三维静电场分析（3D Electrostatic Field）用于分析由静止电荷、直流电压引起的静电场。
该模块直接计算标量电位，得到电场强度（E），电位移矢量（D），电场力、电场能量、转矩、电容值等。
可用于分析直流高压绝缘问题，电容器储能问题等。
三维直流磁场分析（3D DC Magnetic）用于分析由恒定电流、永磁体及外部激磁引起的磁场。
该模块可计算磁场强度（H），电流密度（J），磁感应强度（B），磁场力、磁场能量、转矩、电感等。
可用于分析直流载流线圈磁场，永磁体产生磁场等。
涡流场分析（Eddy Current Field）用于分析受涡流、集肤效应、邻近效应影响的系统。
它求解的频率范围可以从０到数百兆赫兹，能够计算损耗、铁损、力、转矩、电感与储能。
可用于分析导体中的涡流分布。
三维正弦电磁场特性等。
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。
二Maxwell 仿真步骤1 选择求解器类型2 建模3 设置材料属性（电导率，介电常数，磁导率等）4 设置激励源和边界条件5 自适应网格剖分6 有限元计算7 后处理三Maxwell仿真实例题目三：静电除尘器电磁场分析要求：掌握静电除尘的工作原理，建立静电除尘器模型，观测内部电场及能量的分布情况，并对结果进行分析。
反映电磁场基本性质和规律的麦克斯韦方程组
反映电磁场基本性质和规律的麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组（英语：Maxwell's equations）是英国物理学家麦克斯韦在19世纪建立的描述电磁场的基本方程组。
它含有四个方程，不仅分别描述了电场和磁场的行为，描述了它们之间的关系。
在麦克斯韦方程组中，电场和磁场已经成为一个不可分割的整体。
该方程组系统而完整地概括了电磁场的基本规律，并预言了电磁波的存在。
麦克斯韦提出的涡旋电场和位移电流假说的核心思想是：变化的磁场可以激发涡旋电场，变化的电场可以激发涡旋磁场；电场和磁场不是彼此孤立的，它们相互联系、相互激发组成一个统一的电磁场（也是电磁波的形成原理）。
麦克斯韦进一步将电场和磁场的所有规律综合起来，建立了完整的电磁场理论体系。
这个电磁场理论体系的核心就是麦克斯韦方程组。
麦克斯韦方程组，是英国物理学家詹姆斯·麦克斯韦在19世纪建立的一组描述电场、磁场与电荷密度、电流密度之间关系的偏微分方程。
从麦克斯韦方程组，可以推论出光波是电磁波。
麦克斯韦方程组和洛伦兹力方程是经典电磁学的基础方程。
从这些基础方程的相关理论，发展出现代的电力科技与电子科技。
麦克斯韦1865年提出的最初形式的方程组由20个等式和20个变量组成。
他在1873年尝试用四元数来表达，但未成功。
现在所使用的数学形式是奥利弗·赫维赛德和约西亚·吉布斯于1884年以矢量分析的形式重新表达的。
麦克斯韦方程组的地位麦克斯韦方程组在电磁学中的地位，如同牛顿运动定律在力学中的地位一样。
以麦克斯韦方程组为核心的电磁理论，是经典物理学最引以自豪的成就之一。
它所揭示出的电磁相互作用的完美统一，为物理学家树立了这样一种信念：物质的各种相互作用在更高层次上应该是统一的。
另外，这个理论被广泛地应用到技术领域。
1845年，关于电磁现象的三个最基本的实验定律：库仑定律（1785年）;安培—毕奥—萨伐尔定律（1820年）;法拉第定律（1831-1845年）已被总结出来;法拉第的“电力线”和“磁力线”概念已发展成“电磁场概念”。
电磁场 软件MAXWELL使用说明
绘图窗口显示与坐标处理等，包括显示缩放（Change View - Zoom in, out）、坐标平移或旋转（Coordinate System）、绘图界面网格设置（Grid）、填充封闭区域（Fill Solids）。
Help提供在线帮助。
2.3.2板面快捷工具功能介绍
工具条
图2.5为快捷工具条的图标，从左到右依次为：画折线或直线、顺时针弧线、逆时针弧线、光滑曲线、写文字标记、绘制矩形、圆；物体平移、物体旋转、选择物体、取消选择、设置颜色、物体属性（包括显示物体的端点和给物体定位）、测量（包括显示所选两点的坐标与距离，两点连线与水平线的夹角）、放大、缩小、适应（使显示平面与物体大小适应）、坐标平移、坐标旋转。
状态栏
状态栏位于模型绘制面板的底部，显示鼠标所在位置的坐标值，其主要用途是在建模工程中直接输入坐标或几何尺寸，这是建模的一个常用的办法。因为用鼠标建模不易获得准确坐标数据。若要在数据栏中输入坐标时，应将鼠标移出绘图区域，否则移动鼠标时会更改数据栏中的数据。注意数据输入后按Enter健生效。
信息栏
信息栏位于“状态栏”的上面，用来提示应进行的操作或显示鼠标功能。例如，点击建立矩形区域命令后，信息栏显示：MOUSE LEFT: Select first corner point of rectangle（按鼠标左健选择（确定）矩形的第一个角点），MOUSE RIGHT: Abort command（按鼠标右健中断当前命令）。注意：按鼠标右健中断命令功能会经常用到。
有些情况下，可能让一些物体不参加计算，这时，就可以利用排除该物体来实现该目的。一种典型的情况是，对于一个闭合的场域问题（如由第一类边界包围的一个电场区域）背景可以不参加计算，这时就可以利用排除背景来实现。具体做法为：选择要排除的物体，点击Exclude。可Include来恢复物体。
电磁场与电磁波实验报告
辽宁工程技术大学实验报告坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（25, 25,0）坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（0, 0, 2）将六面体重命名为DownPlateAssign Material > pec（设置材料为理想导体perfect conductor）(3)创建上极板六面体Draw > Box（创建下极板六面体）上极板起点：（X,Y,Z）>（0, 0, 3）坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（25, 25,0）坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（0, 0, 2）将六面体重命名为UpPlateAssign Material > pec（设置材料为理想导体perfect conductor）(4)创建中间的介质六面体Draw > Box（创建下极板六面体）介质板起点：（X,Y,Z）>（0, 0, 2）坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（25, 25,0）坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（0, 0, 1）将六面体重命名为mediumAssign Material > mica（设置材料为云母mica，也可以根据实际情况设置新材料）(5)创建计算区域（Region）Padding Percentage：0%忽略电场的边缘效应（fringing effect）2.设置激励（Assign Excitation）(1)选中上极板UpPlate,Maxwell 3D> Excitations > Assign（计划，分配） >Voltage > 5V(2)选中下极板DownPlate,Maxwell 3D> Excitations > Assign >Voltage > 0V3.设置计算参数（Assign Executive Parameter）Maxwell 3D > Parameters > Assign > Matrix （矩阵）> Voltage1, Voltage24.设置自适应计算参数（Create Analysis Setup）Maxwell 3D > Analysis Setup > Add Solution Setup最大迭代次数：Maximum number of passes > 10误差要求：Percent Error > 1%每次迭代加密剖分单元比例：Refinement per Pass> 50%5. Check & Run6. 查看结果Maxwell 3D > Reselts > Solution data > Matrix电容值：31.543pF四、实验体会通过这次实验，初步学会了Maxwell这一软件的运用，所得仿真值与理论值有所差别是因为理论值为理论值为理想状态下所得的结果，但在实际过程中要考虑多种因素对最终结果的影响，无法达到理想的结果。
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MAXWELL有限元分析
Maxwell仿真分析叠钢片涡流损耗分析
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2019/5/8
Maxwell仿真分析
——二维轴向磁场涡流分析源的处理在学习了Ansoft公司开发的软件Maxwell后，对工程电磁场有了进一步的了解，这一软件的应用之广非我们所想象。
本次实验只是利用了其中很小的一部分功能，涡流损耗分析。
通过软件仿真、作图，并与理论值相比较，得出我们需要的实验结果。
在交流变压器和驱动器中，叠片钢的功率损耗非常重。
大多数扼流线圈通常使用叠片，以减少涡流损耗，但这种损耗仍然很大。
特别是在高频情况下，产生了热，进一步影响了整体性能。
因此做这方面的分析十分有必要。
一、实验目的
1)认识钢的涡流效应的损耗，以及减少涡流的方法；
2)学习涡流损耗的计算方法；
3)学习用MAXWELL 2D计算叠片钢的涡流。
二、实验模型
第一个实验是分析单个钢片的涡流损耗值，所以其模型就是一个钢片，设置其厚度为0.356mm，长度为20mm>>0.356mm，外加磁场为1T。
实验模型是4片叠钢片组成，每一篇截面的长和宽分别是12.7mm和
0.356mm，两片中间的距离为8.12uA，叠片钢的电导率为2.08e6 S/m，相对
磁导率为2000，作用在磁钢表面的外磁场H z=397.77A/m，即B z=1T。
考虑到模型对X，Y轴具有对称性，可以只计算第一象限内的模型。
三、实验步骤
一．单个钢片的涡流损耗分析
1、建立模型，因为是单个钢片的涡流分析，故位置无所谓，就放在中间，
然后设置边界为397.77A/m，然后设置频率，进行求解。
2、进行数据处理，算出理论值，并进行比较。
二、叠钢片涡流损耗分析
1、依照模型建立起第一象限内的模型，将模型的原点与坐标轴的原点
重合，这样做起来比较方便。
设置钢片的材质，使之符合实际要求。
然后设置边界条件和源，本实验的源为一恒定磁场，分别制定在上界
和右边界，然后考虑到对偶性，将左边界和下界设置为对偶。
然后设
置求解参数，因为本实验是要进行不同的频率下，涡流损耗的分析，
所以设定好Frequency后，进行求解。
2、将Frequency分别设置为1Hz、60Hz、360Hz、1KHz、2KHz、5KHz、
10KHz，进行求解，注意每次求解时，要将Starting Mesh设定为Initial，
表示重新开始计算求解。
记录下不同频率下的偶流损耗值和最低磁通
密度B min。
3、进行数据处理，把实验所得数据和理论值进行比较。
得出实验结论。
四、仿真图样
一、单个钢片的涡流分析
1）当F=50HZ时，
P=6.32054E-002（W）
Hmin=3.9575E+002(A/m)
Bmin= rHmin=4*PI*(10e-7)*1000*Hmin=0.4973(T)
仿真计算过程如下：
2）当F=200HZ时，
P=8.83642E-001（W）
Hmin=3.6825E+002(A/m)
Bmin= μrHmin=4*PI*(10e-7)*1000*Hmin=0.4628(T) 仿真计算过程如下：
3）当F=5000HZ时，
P=1.11579E+001（W）
Hmin=2.3055E+001(A/m)
Bmin= μrHmin=4*PI*(10e-7)*1000*Hmin=0.0290(T) 仿真计算过程如下：
二、叠钢片涡流分析
1、f=1HZ时
P=1.99214e-6(W)
H min=3.9777e2(A/m)
B min=1/397.77*3.9777e2=0.9997(T)
2、f=60HZ时
P=7.16701e-3(W)
H min=3.9761e2(A/m)
B min=1/397.11*2.9761e2=0.9993(T)
3、f=360HZ时
P=2.52253e-1 (W)
H min=3.9223e2 (A/m)
B min=0.9857(T)
4、f=1kHZ时
P=1.68902(W)
H min=3.5960e2(A/m) B min=0.9038(T)
5、f=2kHZ时
P=4.64186(W)
H min=2.8517e2
B min=0.7167(T)
6、f=5kHZ时
P=9.47030(W)
H min=1.2766e2(A/m)
B min=0.3208(T)
7、f=10kHZ时
P=1.24161e1(W)
H min=2.6483e1(A/m)
B min=0.0666(T)
五、实验数据
一、对于单钢片的位置与磁场平行的情况：1）实验值表格
2）理论值计算与结果
低频公式理论表格
率时候吻合得都非常好。
二、叠钢片的涡流分析
不同频率下的B
和P
min
上表是实验所得数据。
由工程电磁场的理论知识，易知在低频和高频下，涡流损耗的理论计算公式是不
1
经比较发现，在频率小于2K时，实验结果和理论值比较吻合，而当频率大于2KHZ 时，误差就很大了，说明原来的理论计算公式已不再适用，应当另谋他法。
2、实验结果和高频损耗计算公式的比较
当频率较高时，计算涡流损耗就应该另外寻求公式，查阅资料可得，高频时
的涡流损耗计算公式为
式中，S为叠片表面积；为磁场强度切向分量；为叠片电导率；为叠片相对磁导率；为外加磁场角频率；为单位表面积叠片的阻抗；为趋肤深度。
此公式适用于频率大于10KHZ的情况，为了进行对比，也利用此公式计算2KHZ和5KHZ的情况。
高频数值计算结果与实验值的比较
经过对比发现,在1k Hz以下频率,仿真结果与低频损耗计算结果吻合较好；在频率(大于)等于5k Hz时,仿真结果与高频损耗计算结果吻合也较好。
而对于Bmin 来说，一开始吻合的非常好，中间误差相对很大，而最后又吻合的很好。
实验证明，涡流在现实生活中的存在。
而且，其影响会随着频率的变化而变化。
具体来说就是频率越高，损耗越大，这与生活常识也是吻合的。
六、实验总结
本次试验是通过Maxwell对叠钢片涡流进行仿真分析，经过这次试验，使我对涡流有了更深入的了解，而且对该软件的使用变得更加得心应手。
在以后的学习过程中，应该充分利用可以使用的一切工具来辅助学习，这样不仅对学习的课程很有帮助，而且开拓了思维，训练了动手能力。
希望以后能更加的努力，学好这门课程，为以后的专业课打下坚实的基础！
2019/5/8。