Maxwell应用培训西安交通大学电气工程学院
西安交通大学高压电力系统及电器设备科研近况
西安交通大学高压电力系统及电器设备科研近况
佚名
【期刊名称】《高压电器》
【年(卷),期】1960(0)1
【摘要】西安交通大学在不断深入学习八届八中全会文件的基础上掀起了教学、科研、生产劳动全面的跃进和思想工作双丰收的1960年元旦献礼运动。
在这次献礼运动中有关高压电力系统及高压电器设备的各专业教研组鼓足干劲。
【总页数】2页(P60-61)
【关键词】西安交通大学;电器设备;高压电力系统;高参数电力系统;近况
【正文语种】中文
【中图分类】G6
【相关文献】
1.学科交叉圆科研梦砥砺前行走创新路——记西安交通大学信息与通信工程学院教授闫森 [J], 舒铭泽; 江珊; 舒鹏
2.学科交叉圆科研梦砥砺前行走创新路——记西安交通大学信息与通信工程学院教授闫森 [J], 舒铭泽; 江珊; 舒鹏
3.勇于探索快乐科研——记西安交通大学能源与动力工程学院副教授钱苏昕 [J], 刘有婷
4.潜心科研路漫漫愿得此身长报国——记西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室副主任范学领 [J], 王文丽
5.三十余载初衷不移矢志攻克算法难题——西安交通大学非线性动力学研究所科研侧记 [J], 干思思
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
Matlab和Maxwell软件在电磁场上机实践中的应用
Matlab和Maxwell软件在电磁场上机实践中的应用
贺富堂
【期刊名称】《高校实验室工作研究》
【年(卷),期】2009(000)004
【摘要】工程电磁场上机实践课是理解电磁场抽象概念，学习计算机应用软件的
一个很好的平台。
本文提出了一种将Matlab和Maxwell软件引入电磁场上机实
践中的一种教学方法。
该方法提高了学生的课程兴趣，加深了对“场”概念的理解，多方位获得了满意的教学效果。
【总页数】2页(P31-32)
【作者】贺富堂
【作者单位】西安交通大学电工电子教学实验中心,陕西西安710049
【正文语种】中文
【中图分类】G424.1
【相关文献】
1.Matlab软件在电机电磁场有限元分析中的应用 [J], 汪玉凤;宋占松;于广彬
2.基于Matlab软件的函数运算在实践中的应用 [J], 乔思源
3.MATLAB软件在《信号与系统》课程实践中的应用 [J], 肖林;张永胜
4.PSpice软件变参数方法在电路上机实践中的应用 [J], 贺富堂;
5.Matlab软件在电磁场与电磁波可视化教学中的应用 [J], 王乐
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
2024版第2章Maxwell12应用培训教程
第2章Maxwell12应用培训教程•Maxwell 12软件简介•Maxwell 12界面与基本操作•电磁场仿真基础知识•建模与网格划分技巧•边界条件与激励源设置方法•求解器设置与结果后处理技巧•Maxwell 12高级功能应用•常见问题排查与技术支持目录01Maxwell 12软件简介Maxwell软件发展历程初期阶段Maxwell最初由Ansoft公司开发，专注于电磁场仿真分析，为后续版本奠定了基础。
逐步发展随着计算电磁学理论的进步和计算机性能的提升，Maxwell软件在算法、功能和界面等方面不断优化和完善。
最新版本Maxwell 12作为当前最新版本，集成了诸多新技术和新功能，为用户提供了更加高效、精确的电磁场仿真解决方案。
高效能计算丰富的材料库强大的后处理功能易用性Maxwell 12版本特点与优势01020304采用先进的数值算法和并行计算技术，大幅提高仿真速度和精度。
内置大量材料模型，支持用户自定义材料属性，满足各种复杂应用场景的需求。
提供丰富的后处理工具和可视化选项，帮助用户更直观地理解和分析仿真结果。
界面友好，操作简便，支持多种CAD 软件导入功能，降低用户学习成本和使用门槛。
利用Maxwell 12对电机进行电磁场仿真分析，优化电机结构和性能参数，提高电机效率和可靠性。
电机设计与优化通过仿真传感器在不同工况下的电磁场分布和传输特性，指导传感器设计和改进。
传感器设计与分析利用Maxwell 12分析无线通信设备的天线辐射特性、电磁兼容性和信号完整性等问题，提高设备性能。
无线通信设备设计结合实际案例介绍Maxwell 12在电磁场仿真分析中的具体应用和效果展示，帮助用户更好地理解和掌握软件功能。
案例分析应用领域及案例分析02Maxwell 12界面与基本操作软件界面布局及功能区域介绍包括菜单栏、工具栏、项目栏、属性栏和状态栏等。
用于显示和编辑三维模型，支持多种视图模式。
提供场景导航和对象管理功能，可快速定位和操作对象。
Maxwell12应用培训教程
假设平行极板相对板间距离足够大，即平板电容器之间电场分布可近似为 平行平面场，故采用XY平面建模分析； 考虑极板的厚度，并为降低极板边缘效应，在极板两侧边采用圆弧过渡； 设极板之间充满相对介电常数er=6的均匀电介质； 设极板截面长为100mm 端部圆弧为 R2.5 的半圆 板间距离为10mm 板间电压差为1000V
5
Maxwell 图形界面
菜单栏，下面是各菜单对应的快捷按钮
模型结构、坐标系、 计算结果都在此栏 显示
工程管理栏 （最重要，所 有计算步骤都 在其中）
模型部件 管理栏 模型属性管理（名称，尺寸， 材料，颜色，透明度等）
信息提示栏（成功， 错误原因都有提示）
计算进度在此查看
6
2D XY Plane Model —— Parallel Plate
点击选择材料
12
选择材料时弹出的对话框
在此输入材料名 称，如铜copper， 铝aluminum， 可以根据名称直 接搜索
对于在材料库中没有的材料要进行新的定义，但一般常见材料 如铝，铜等都可以在库中找到
13
施加边界条件和源
按照提示的顺序点击并选择边界条件 Boundary和激励Excitations选项 （也可在模型部件管理栏右击相应部件Assign Boundary或者 Excitation）
V12.1
Maxwell 软件应用
主要内容
• Maxwell软件应用简介
• Maxwell软件的安装过程
• Maxwell 2D 界面功能
• 2D 电场计算建模 • 2D 模型求解
• 2D 图形后处理
2
Maxwell 软件简介
• Maxwell 软件是Ansoft公司仿真软件系列中的电磁场分析模块， 在安装时可以看到Maxwell程序文件是安装在名为Ansoft的文件 夹下的。 磁场模块
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。
Maxwell12应用培训教程pdf
本次培训不仅让我掌握了Maxwell 12的基本操作，还激发了我对电磁仿真领域的浓厚兴趣。希望未来能 够在这个领域取得更多的成就。
未来发展趋势预测及建议
随着计算机技术的不断发展，电磁仿真 软件的计算能力和精度将不断提高，未 来可能会实现更加复杂和精细的仿真分
析。
针对Maxwell 12软件本身，建议开发 团队继续优化算法、提高计算效率，并 增加更多实用的功能和工具，以满足用
学员心得体会分享环节
学员A
通过本次培训，我深刻体会到了Maxwell 12在电磁仿真领域的强大功能和易用性，同时也学到了很多电磁场和有限 元分析的理论知识，收获颇丰。
学员B
在建模和仿真过程中遇到了一些问题，但通过老师的耐心指导和同学们的互相帮助，最终都得到了解决。这种学习方 式让我更加深入地理解了仿真流程和注意事项。
应用领域与案例分析
01
电机设计领域
Maxwell12可以应用于电机设 计领域，对电机的性能进行准 确的仿真分析，包括电机的效 率、转矩、温升等关键参数。 通过案例分析，可以展示 Maxwell12在电机设计中的应 用效果。
02
变压器设计领域
Maxwell12可以对变压器的电 磁性能进行仿真分析，包括变 压器的漏磁、损耗、温升等关 键参数。通过案例分析，可以 展示Maxwell12在变压器设计 中的应用效果。
04
Maxwell12建模与网格划 分技巧
几何建模方法及实例演示
基本几何形状创建
利用Maxwell12提供的基本几何 形状工具（如长方体、圆柱体、 球体等）进行模型的初步构建。
复杂几何形状处理
对于复杂的几何形状，可以使用 CAD软件（如SolidWorks、 AutoCAD等）进行建模，然后
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
2024年Maxwell12应用培训教程-(多应用版)
Maxwell12应用培训教程-(多应用版)Maxwell12应用培训教程一、引言Maxwell12是一款功能强大的电磁场仿真软件，广泛应用于电子、电气、通信等领域。
本教程旨在帮助用户了解Maxwell12的基本操作和高级应用，提高用户在电磁场仿真领域的技能水平。
二、软件安装与启动1.软件安装（1）从官网Maxwell12安装包；（2）双击安装包，按照提示完成安装；（3）安装过程中，可根据需求选择安装路径、组件等；（4）安装完成后，启动软件，输入注册信息完成激活。
2.软件启动（1）桌面快捷方式或从开始菜单启动Maxwell12；（2）软件启动后，将显示主界面，包括菜单栏、工具栏、项目树、属性窗口等；（3）“新建”按钮，创建一个新项目。
三、基本操作与设置1.基本操作（1）工具栏中的“选择”按钮，选择项目树中的对象；（2）工具栏中的“移动”按钮，移动选中的对象；（3）工具栏中的“旋转”按钮，旋转选中的对象；（4）工具栏中的“缩放”按钮，缩放选中的对象；（5）工具栏中的“复制”和“粘贴”按钮，复制和粘贴对象。
2.设置（1）菜单栏中的“设置”选项，打开设置对话框；（2）在设置对话框中，可修改单位、网格、求解器等参数；（3）根据项目需求，合理设置参数，以提高仿真精度和效率。
四、建模与仿真1.建模（1）工具栏中的“创建”按钮，创建几何对象；（2）通过拖拽、旋转、缩放等操作，调整几何对象的位置和大小；（3）根据实际需求，创建边界条件和激励源；（4）工具栏中的“网格”按钮，划分网格。
2.仿真（1）工具栏中的“求解”按钮，开始仿真；（2）在仿真过程中，可实时查看求解进度和残差曲线；（3）仿真完成后，工具栏中的“后处理”按钮，查看结果。
五、高级应用1.参数化建模（1）利用参数化建模功能，创建可变参数的模型；（2）通过修改参数，实现模型的快速修改；（3）结合优化算法，实现模型优化。
2.网格优化（1）根据仿真需求，调整网格参数；（2）利用网格优化功能，提高仿真精度；（3）结合网格自适应技术，实现网格细化。
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。
基于ANSYS Maxwell的耦合电感仿真研究
基于ANSYS Maxwell的耦合电感仿真研究作者：沈瑶石琳张岩亮来源：《中国教育信息化·基础教育》2020年第11期摘要：随着计算机技术的飞速发展，电路仿真软件已经成为重要的实验教学辅助手段。
文章介绍了利用仿真软件实现电路实验教学改革的思路和方法，通过制定仿真与实践相结合的实验任务，使单一的验证型实验具有研究性、探索性、开放性和设计性，变被动完成任务为主动实践验证猜想，从而有效培养学生自主学习能力，并提升其创新能力。
最后针对耦合电感实验中存在的问题，利用ANSYS Maxwell软件对线圈建模，分别通过参数扫描分析和场路耦合模型研究互感的影响因素及互感的屏蔽，直观的结果加深了学生对实验现象的理解，充分展现了仿真软件在实践教学中的积极作用。
关键词：耦合电感;互感;ANSYS Maxwell;教学改革中图分类号：TM13; ; ; ; ; ;文献标志码：B; ; ; ; ; 文章编号：1673-8454（2020）22-0093-04一、引言电路实验作为电气信息类专业的一门重要的专业基础实验课，多年来已经形成了一套完整的传统实验项目和实验方法，这些传统实验项目对培养学生的基本实验技能、巩固所学理论知识，是基本的、重要的和必不可少的。
但由于实验室条件的限制，传统实验教学方式限制了学生实践能力的培养，学生在实验过程中缺乏创新，不利于培养全方面应用型人才。
实验教师在实验教学中处于主导地位，应不断探索新的实验教学技术与教学手段，改变教学方法，弥补实验教学条件的不足，为实验教学注入活力，提高实验教学效果。
早在2004年，西安交通大学电路课程在全国同行中首批被评为国家级精品课程，实验课程建设也是精品课程建设的一部分。
2016年建立了电路实验微信公众平台，制作了一整套电路实验图文和视频信息，推进了学校信息化实践教学平台的建设，实现了实验教学资源开放共享。
2017年末实验室更新了一批老旧实验设备，但有关实验内容及教学方法的改革还未涉及，而目前我校电路实验教学中存在众多问题，学生实验积极性不够，实验内容简单，实验教学方式单一，教学效果不佳，迫切需要进行改革。
(2024年)Maxwell教程
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
基于Ansoft Maxwell 2D的开关磁阻电机仿真研究
基于Ansoft Maxwell 2D的开关磁阻电机仿真研究
周会军;丁文;鱼振民
【期刊名称】《微电机》
【年(卷),期】2005(38)6
【摘要】基于Ansoft Maxwell 2D的仿真环境,建立了开关磁阻电动机(SRM)的系统仿真模型.在建立仿真模型基础上,对电动机的基本特性进行了仿真研究,获得了电机不同位置时的磁场分布、静态电磁参数和动态性能仿真结果.仿真结果可以用于指导该型电机及其控制系统的设计和优化.
【总页数】4页(P10-12,36)
【作者】周会军;丁文;鱼振民
【作者单位】西安交通大学电气工程学院,西安,710049;西安交通大学电气工程学院,西安,710049;西安交通大学电气工程学院,西安,710049
【正文语种】中文
【中图分类】TM352
【相关文献】
1.基于Ansoft Maxwell2D的永磁机构的仿真研究 [J], 陈加明;
2.基于Ansoft Maxwell 2D的永磁机构的仿真研究 [J], 陈加明
3.基于Ansoft Maxwell 2D的PT新型保护装置用电磁脱扣机构的仿真研究 [J], 郑雪钦;魏明明;易荣先;徐广令
4.基于Maxwell2D的开关磁阻电机特性仿真研究 [J], 邱银;郝润科;赵龙;王磊;祖军
5.基于Ansoft/Maxwell 2D的开关磁阻电机起动性能仿真分析与实验研究 [J], 杨泽斌;黄振跃;张新华
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
MAXWELL使用说明教学课件(2024)
36
多物理场耦合仿真实现方法探讨
多物理场耦合概述
01
介绍多物理场耦合仿真的基本概念、原理和实现方法
。
MAXWELL多物理场耦合功能
02 详细阐述MAXWELL在多物理场耦合仿真方面的功能
和特点，包括电磁、热、力等多物理场的耦合分析。
实现方法与案例
03
探讨多物理场耦合仿真的实现方法，并结合具体案例
进行分析和讨论。
2024/1/29
优化计算过程
根据计算结果和监控情况， 对计算过程进行优化，如调 整参数设置、改进算法等， 以提高计算效率和精度。
32
结果数据可视化展示方式探讨
01
选择合适的数据可 视化工具
根据数据特点和展示需求，选择 适合的数据可视化工具，如 MATLAB、Python等。
绘制图表
02
03
添加标注和说明
03
来查看和修改编辑历史记录。
28
保存和导出模型文件操作指南
2024/1/29
01
在MAXWELL中，可以通过“文件”菜单中的“保存”或“ 另存为”选项来保存模型文件。
02
保存时可以选择不同的文件格式，如MAXWELL原生格式（ .mxw）、STL、STEP等。
03
导出模型文件时，需要注意选择合适的导出选项和参数，以 确保导出的文件与原始模型保持一致并满足后续应用的需求 。
调整功能区域布局
通过拖动功能区域的标题栏，可以将其停靠到主界面的不同位置 或浮动显示，以适应不同的工作习惯。
19
03 电磁场仿真基础 知识
2024/1/29
20
电磁场理论简介
麦克斯韦方程组
描述电场、磁场与电荷密度、电流密度之间关系的基 本方程。
基于AnsoftMaxwell2D的开关磁阻电机仿真研究
基于A n soft M axw ell 2D 的开关磁阻电机仿真研究收稿日期:2004-11-22修回日期:2005-10-08周会军 丁文 鱼振民(西安交通大学电气工程学院,西安,710049)摘 要:基于A nsoft M axw ell 2D 的仿真环境,建立了开关磁阻电动机(SRM )的系统仿真模型。
在建立仿真模型基础上,对电动机的基本特性进行了仿真研究,获得了电机不同位置时的磁场分布、静态电磁参数和动态性能仿真结果。
仿真结果可以用于指导该型电机及其控制系统的设计和优化。
关键词:开关磁电动机;A nsoft 软件;M axw ell ;2维磁场中图分类号:TM 352 文献标识码:A 文章编号:1001-6848(2005)06-0010-03Si m ula tion and Ana lysis of Switched Reluctance M otorZHOU H u i -jun ,D I N G W en ,YU Zhen -m in(Shoo l of E lectrical Engineering ,X i’an J iao tong U niversity ,X i’an ,Ch ina )Abstract :T h is paper introduces the modeling of s w itched reluctance mo to r using M axw ell 2Dof A nsoft co rpo rati on .T he basic perfo r m ances of SRM are analyzed based on the model ,w h ich include the distributi on of m agnetic field at the vari ous ro to r po siti on ,static electrom agnetic characteristics and dynam ic si m ulati on results .T he results o si m ulati on can be available to design and op ti m ize th is new type m ach ine and contro l system .Key words :SRM ;A nsoft ;Si m ulati on ;M axw ell 2D0 引 言开关磁阻电机驱动系统由电机本体(Sw itchedR eluctanceM o to r ,简称SRM )、功率变换器、位置传感器和控制器4部分组成[1]。
Maxwell12应用培训教程
解器、迭代求解器等。
配置求解器参数
02
根据问题规模和精度要求，合理配置求解器参数，如迭代次数
、收敛精度等。
并行计算设置
03
利用多核处理器或集群计算资源，进行并行计算设置，提高计
算效率。
边界条件设置
定义物理边界
根据实际问题，定义合适的物理边界条件，如电场、磁场、热场 等。
设置边界条件类型
选择合适的边界条件类型，如Dirichlet边界、Neumann边界等 。
边界条件的定义
描述电磁场在两种不同媒质分界面上的行为，包括电场的切向分量连续、磁场的法向分量 连续等。
初始条件的定义
描述电磁场在某一时刻的状态，包括电场强度、磁场强度等物理量的初始值。
边界条件与初始条件在电磁场分析中的应用
用于确定电磁场问题的解，如电磁波的反射、折射、衍射等现象。
数值计算方法简介
第一季度
网格重构
在必要时，对局部区域进行网格重构，以进一步提高网格 质量和适应性。
高级网格划分技巧
分区划分
边界条件处理
对于大型复杂模型，采用分区划分策略， 将模型划分为多个子区域分别进行网格划 分，以提高计算效率和灵活性。
根据求解需求和边界条件特点，合理设置 边界层网格和边界条件处理方式，以保证 计算精度和稳定性。
Maxwell12优化工具
详细讲解Maxwell12提供的优化工具，包括优化目标设置、约束条 件定义、优化算法选择等。
实例演示
通过具体案例演示如何使用优化工具进行电磁设计优化，包括电机 性能优化、电磁场分布优化等。
多物理场联合仿真技术探讨
多物理场仿真概念
介绍多物理场仿真的基本概念和原理，以及在电磁设计中的重要性。
基于ANSYS的亥姆霍兹线圈磁场分布研究实验
Abstract: In this paper, an open electromagnetic field experiment project is designed for undergraduates. The experimental project uses the large-scale finite element analysis software ANSYS to simulate the magnetic field distribution of the Helmholtz coil. The experimental contents include: Based on Biot Savart theorem, the magnetic field distribution of one-dimensional and multi-dimensional Helmholtz coils is obtained through the theoretical calculation and MATLAB software drawing analysis; Based on ANSYS Maxwell software platform, the simulation model of Helmholtz coil is established; The magnetic field distribution of Helmholtz coils with different dimensions is obtained by simulation analysis, which verifies the theoretical analysis results. The teaching results show that the experimental project can help students to strengthen the understanding of electromagnetic field theory knowledge, and guide them to think and explore, and the teaching effect is good. Key words: Helmholtz coil; electromagnetic field; ANSYS; MATLAB
西安交通大学电气工程学院
西安交通大学电气工程学院（原电机系）的前身电工专修科创建于1908年，是我国高校同类学科创建最早、学科设置最齐全、师资力量雄厚、实验设备先进的学院之一。学院在长期的办学过程中一贯保持“重视基础，要求严格，注重实践”的传统学风和严谨的治学精神。在教学质量和学术水平方面处于国内高校同类学科领先地位，被誉为“中国电气工程师的摇篮”，在国际上享有盛誉。
目前，该学科点拥有教授9人（博士生导师5人），具有博士学位青年教师9人，新成立的中国电工技术学会电器智能化系统与应用专委会主任委员由本学科点的年轻学术带头人担任。“九五”期间科研成果获国家级奖2项和省部级奖4项，成立的“陕西省智能化电器及CAD工程技术研究中心”承担着国家计委重大产业化示范项目。从1996-2000年，共主办国际学术会议3次、国内学术会议5次，教师出国培训和进行学术交流频繁。
目前，该学科点拥有教授11人（博士生导师9人），具有博士学位青年教师16人，多名教授在国际学术组织、会议及刊物中担任职务。主持国家自然科学基金重大项目、重点项目、国家攻关项目及省部委项目数十项；获国家级科研成果奖4项，省部级科研奖20余项；主持召开5次国际学术会议和5次国内学术会议；近5年来，本学科出国讲学、合作研究和参加国际会议21人次，邀请国外学者讲学22人次，接受国内外访问学者25人次。
--------------------------------------------------------------------------------
高电压与绝缘技术国家重点学科简介：
西安交通大学高电压与绝缘技术重点学科始建于1952年，1953年开始培养研究生，1988年批准为首批国家重点学科； 1990年经国家计委批准建设“电力设备电气绝缘国家重点实验室”，经过两次世界银行贷款、“211工程”重点学科建设和振兴教育“行动计划”重大项目的重点建设，具备了优良的实验研究环境和条件，其中完整的介电谱测量系统和空间电荷测量系统达到国际先进水平。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2D Maxwell
3D
静电场 电流场 瞬态场 温度场 参数化和优化设计
等效电路提取器
3
Maxwell V12
Maxwell V12 的仿真操作步骤为：
指定求解器类型 （Solution type）
创建几何模型并指定材料属性 （Draw Model & Material）
添加求解选项并验证模型 （Add Solution Setup->Validate）
在计算的时候在此框可以观察求解进度，此框左边的框中是软 件状态提示，任何操作成功或者失败都能在此看到提示
21
求解过程观察求解进度
计算结束后也可以在Result中选择 Solution data的其他选项卡查看Force、 Torque、Matrix等各项特定属性
求解过程中可以单击solution data 按钮查看求解进度，弹出左下的对 话框中的energy error项表示计算 能量误差，如果该项随着pass递减 则说明计算收敛，不收敛的话就需 要中止当前计算后通过改进模型或 者其他设置重新计算了
10
计算区域外 边界（即绘 图区边界）
绝缘介质 （空气
Vacuum）
Note
计算中假设 绝缘介质充 满整个计算 区域
平行板电 容器模型
Tips
计算区域外 边界大小一 般取为求解 模型的3～5 倍（需根据 具体计算要 求而定）；
外边界需要 施加适当的 边界条件
11
材料属性的指定
所有部件的材料属性也会在模型 管理栏显示，也可在此处右击相 应部件管理其属性
15
模型验证并添加求解选项 （Validate & Setup Solution
每个设计必须要设 定求解（solution setup），在此选 择求解的步长以及 计算允许误差
16
求解选项对话框 （Setup Solution）
输入计算的步长以 及误差精度，旁边 Convergence等其 他选项卡的设置请 自学
假设平行极板相对板间距离足够大，即平板电容器之间电场分布可近似为 平行平面场，故采用XY平面建模分析； 考虑极板的厚度，并为降低极板边缘效应，在极板两侧边采用圆弧过渡；
设极板之间充满相对介电常数er=6的均匀电介质；
设极板截面长为100mm 端部圆弧为 R2.5 的半圆 板间距离为10mm 板间电压差为1000V
14
Parallel Plate —— Setup Boundary / Source
在选择外界为气球边界的 时候，一定要选择边界线 而不是整个面（为何选择 气球边界？各种边界的含 义？请参看相关书籍）
平板电容器中上极板施 加电压为1000V； 下极板施加电压为0V； 外边界设为气球边界， 模拟无限大空间场
3. 把crack文件夹中的2008.exe复制到 Ansoft\maxwell12文件夹中，运行之。
4. 把crack文件夹中的 复制到Ansoft\Maxwell12中， 并运行，弹出对话框中浏览找到相应文件后，选择 Next，提示成功后即可运行程序。
5
工程管理栏 （最重要，所 有计算步骤都 在其中）
7
启动原始界面中选择二维求解
选择二维（insert Maxwell2D design）
8
指定求解器类型
首先，右击后在solution type中选择求解类型
默认的为磁 场，选择静 电场
9
模型的建立以及指定属性
选择画图工具
也可以在菜单栏的“DRAW”中选择画图工具 注意：所有在按钮界面出现的工具按钮都可以在菜单栏找到相应菜单选项 尽量用直观方便的按钮设计更迅速
施加边界条件和源 （Boundary & Source）
求解 （Analyze All）
后处理绘制场量图和取数据 （Result & Field Overlays）
4
ANSOFT软件的安装过程
1. 把安装的软件包进行解压，解压出来的bin文件用虚 拟光驱载入进行安装。
2. 安装结束后，把crack文件夹中的licence复制到 Ansoft\admin中。
V12.1
Maxwell 软件应用
主要内容
• Maxwell软件应用简介 • Maxwell软件的安装过程 • Maxwell 2D 界面功能 • 2D 电场计算建模 • 2D 模型求解 • 2D 图形后处理
2
Maxwell 软件简介
• Maxwell 软件是Ansoft公司仿真软件系列中的电磁场分析模块， 在安装时可以看到Maxwell程序文件是安装在名为Ansoft的文件 夹下的。 磁场模块
点击选择材料
12
选择材料时弹出的对话框
在此输入材料名 称，如铜copper， 铝aluminum， 可以根据名称直 接搜索
对于在材料库中没有的材料要进行新的定义，但一般常见材料 如铝，铜等都可以在库中找到
13
施加边界条件和源
按照提示的顺序点击并选择边界条件Boundary和激励Excitations选项 （也可在模型部件管理栏右击相应部件Assign Boundary或者Excitation）
Maxwell 图形界面
菜单栏，下面是各菜单对应的快捷按钮
模型结构、坐标系、 计算结果都在此栏 显示
模型部件 管理栏
模型属性管理（名称，尺寸， 材料，颜色，透明度等）
信息提示栏（成功， 错误原因都有提示）
计算进度在此查看
6
2D XY Plane Model —— Parallel Plate
示例一： 平行平板电容器电场计算
17
模型验证并添加求解选项 （Validate & Setup Solution
点击Validate验证是否完成了各个步骤，可以进行求解
18
验证对话框
如果右框中提示的每一个步骤都打钩了就能开始求解了， 有任何步骤还需要设置软件都会进行相关提示
19
求解
验证完毕点击Analyze all进行求解
20
22
提示栏提示求解成功后即进入“后处理”
选择要分析的电 场特性以及该特 性所在的范围
右击需要查看属性的部件，选择Field后弹出此对话框，
或者在工程管理栏的Field Overlay也能实现此功能。
23
后处理：电场强度云图
双击结果图中的
数字栏可以修改
图的属性，弹出
下页所示对话框
24
点击可以选择画出电位等位线如 下页图所示 （电位线是电场分析的重要属性） 对话框中每项都对应各自属性， 任何修改可以在图中实时动态反 映出来，各项的含义请自己体会