ANSYSMaxwell涡流场分析案例

1.训练后处理应用实例
本例中的涡流模型由一个电导率σ=106S/m，长度为100mm，横截面积为10×10m2的导体组成，导体通有幅值为100A、频率为60Hz、初始相位ф=120°的电流。

（一）启动M a x w e l l并建立电磁分析
1.在windows系统下执行“开始”→“所有程序”→ANSYS Electromagnetic→ANSYS
Electromagnetic Suite 15.0→Windows 64-bit→Maxwell 3D命令，进入Maxwell软件界面。

2.选择菜单栏中File→Save命令，将文件保存名为“training_post”
3.选择菜单栏中Maxwell 3D→Solution Type命令，弹出Solution Type对话框
(1)Magnetic:eddy current
(2)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m，并单
击OK按钮。

（二）建立模型和设置材料
1.依次单击Draw→Box命令，创建长方体
在绝对坐标栏中输入：X=-5，Y=-5，Z=0，并按Enter键
在相对坐标栏中输入：dX=5，dY=5，dZ=100，并按Enter键
单击几何实体，左侧弹出属性对话框，重命名为：Cond
材料设置为conductor，电导率为σ=106S/m
2.依次单击Draw→Box命令，创建长方体
在绝对坐标栏中输入：X=55，Y=-10，Z=40，并按Enter键
在相对坐标栏中输入：dX=75，dY=10，dZ=60，并按Enter键
单击几何实体，左侧弹出属性对话框，重命名为：aux
3.依次单击Draw→Line
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=0，dY=0，dZ=100，并按Enter键
名为line1
4.依次单击Draw→line，生成长方形
对角点为（20，-20，50）、（-20，20，50），名为line2
5.依次单击Draw→Region命令，弹出Region对话框，设置如下
:Pad individual directions
（-100，-100，0）、（200，100，100）
（三）指定边界条件和源
1.按f键，选择Cond与Region的交界面，依次单击菜单中的Maxwell 3D→Excitations→
Assign→Current命令，在对话框中填入以下内容：
(1)Name:SourceIn
(2)Value:100 A
(3)Palse:120deg
(4)单击OK按钮
2.按f键，选择Cond与Region的另一个交界面，依次单击菜单中的Maxwell 3D→
Excitations→Assign→Current命令，在对话框中填入以下内容：
(5)Name:SourceIn
(6)Value:100 A
(7)Palse:120deg
(8) 按Swap Direction 和OK 按钮
（四）设置求解规则
1. 依次选择菜单栏中Maxwell 3D →Analysis Setup →Add Solution Setup 命令，此时弹出
Solution Setup 对话框，在对话框中设置：
(1) Maximum number of passes （最大迭代次数）：10
(2) Percent Error （误差要求）:1%
(3) Refinement per Pass （每次迭代加密剖分单元比例）:50%
(4) Solver>Adaptive Frequency （设置激励源的频率）:60Hz
(5) 单击OK 按钮。

1. 依次选择菜单栏中的Maxwell 3D→Validation Check 命令，此时弹出的对话框中，如果
全部项目都有 说明前处理操作没有问题；如果有 弹出，则需要重新检查模型；如果有！出现，则不会影响计算。

2. 依次选择Maxwell 3D→Analyze All 命令，此时程序开始计算。

（五）后处理
依次单击Maxwell 3D>Fields>Calculator 命令，弹出Fields Calculator 对话框
1) 导体内的功率损耗（体积分）
方法一：
1．选择Input>Quantity>Ohmic Loss
2．选择Input>Geometry 选择V olume ，在列表中选择Cond ，然后单击OK 按钮
3．选择Scalar>∫Integrate
4．选择Output>Eval
5．得到Cond 计算损耗约为5
方法二：
计算公式为
dV J J P Cond
Cond ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅=⎰σ*Re 21 1．选择Input>Quantity>J ，获得电流密度矢量J ；
2．选择Push
3．选择General>Complex ：Conj ，求J 的共轭；
4．选择Vector>Mtal ，出现Material Operation 窗口；
5．选择Conductivity 、Divide ；单击OK 按钮
6．选择Vector>Dot
7．选择General>Complex ：Real ；
8．选择Input>Number ，设置为Type:Scalar ；Value:2；单击OK
9．选择General>/
10．选择Input>Geometry 选择V olume ，在列表中选择Cond ，然后单击OK 按钮
11．选择Scalar>∫Integrate
12．选择Output>Eval
13．得到Cond 计算损耗约为5
2) 沿着导体路径的电压降（线积分）
计算电压降的实部：
计算公式为
dl J U line R ⋅⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎰1
Re σ 1．选择Input>Quantity>J ，获得电流密度矢量J ；
2．选择Vector>Mtal ，出现Material Operation 窗口；
3．选择Conductivity 、Divide ；单击OK 按钮
4．选择General>Complex ：Real ；
5．选择Input>Geometry 选择Line ，在列表中选择Line1，然后单击OK 按钮
6．选择Vector>Tangent
7．选择Scalar>∫Integrate
8．选择Output>Eval
9．得到电压降的实部分量为0.05V
计算电压降的虚部：
计算公式为
dl J U line I ⋅⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎰1
Im σ 1．选择Input>Quantity>J ，获得电流密度矢量J ；
2．选择Vector>Mtal ，出现Material Operation 窗口；
3．选择Conductivity 、Divide ；单击OK 按钮
4．选择General>Complex ：Imag ；
5．选择Input>Geometry 选择Line ，在列表中选择Line1，然后单击OK 按钮
6．选择Vector>Tangent
7．选择Scalar>∫Integrate
8．选择Output>Eval
9．得到电压降的实部分量为-0.0866V
理论计算电压降幅值为
V U U U I R 1.02
2=+= 3) 安培定律（线积分）
计算磁场强度的实部分量沿着线l i n e 2的线积分
1．选择Input>Quantity>H ；
2．选择General>Complex ：Real ；
3．选择Input>Geometry 选择Line ，在列表中选择Line2，然后单击OK 按钮
4．选择Vector>Tangent
5．选择Scalar>∫Integrate
6．选择Output>Eval
7．出现86.58A
实际电流的实部是100×sin120=86.58A
计算磁场强度的虚部分量沿着线l i n e2的线积分
1．选择Input>Quantity>H；
2．选择General>Complex：Imag；
3．选择Input>Geometry选择Line，在列表中选择Line2，然后单击OK按钮4．选择Vector>Tangent
5．选择Scalar>∫Integrate
6．选择Output>Eval
7．出现-49.98A
实际电流的虚部是100×cos120=50A
计算相位
1．选择Exch和Rlup操作，确认计算器顶部为-49.98A，接下来是86.58A 2．选择Trig|Atan2，得到相位为120.000
4)计算磁通密度散度（体积分）
计算磁通密度的实部分量散度在a u x上的体积分
1．选择Input>Quantity>B；
2．选择General>Complex：Real；
3．选择Vector>Divg
4．选择Input>Geometry选择V olume，在列表中选择aux，然后单击OK按钮5．选择Scalar>∫Integrate
6．选择Output>Eval
7．出现-9.68×10-10A
计算磁通密度的虚部分量散度在a u x上的体积分
1．选择Input>Quantity>B；
2．选择General>Complex：Imag；
3．选择Vector>Divg
4．选择Input>Geometry选择V olume，在列表中选择aux，然后单击OK按钮5．选择Scalar>∫Integrate
6．选择Output>Eval
7．出现1.68×10-9A
5)磁通量的计算（面积分）
磁通量实部的计算
1．选择Input>Quantity>B
2．选择Vector:Scal?>Scalar Y
3．选择General>Complex：Real；
4．选择Input>Geometry选择V olume，在列表中选择aux，然后单击OK按钮5．General>Domain
6．选择Input>Geometry选择Surface，在列表中选择XZ，然后单击OK按钮7．选择Scal ar>∫Integrate
8．选择Output>Eval
9．出现5.06×10-8Wb
磁通量实部的计算
1．选择Input>Quantity>B
2．选择Vector:Scal?>Scalar Y
3．选择General>Complex ：Imag ；
4．选择Input>Geometry 选择V olume ，在列表中选择aux ，然后单击OK 按钮
5．General>Domain
6．选择Input>Geometry 选择Surface ，在列表中选择XZ ，然后单击OK 按钮
7．选择Scalar>∫Integrate
8．选择Output>Eval
9．出现-8.76×10-8Wb
磁通量的幅度为1.01×10-7Wb ，进而可以获得导体与积分表面边界构成的矩形环之间的互感为
H I L mag mutual 91001.1-⨯==
φ
在环内感应电压的幅度为 V I fL V mutual induced 51081.32-⨯==π
6) 计算总电阻损耗（体积分）
----M a x w e l l _v 16_3D _W S 02_B a s i c E d d y C u r r e n t A n a l y s i s
1．选择Input>Quantity>Ohmic Loss
2．选择Input>Geometry 选择V olume ，在列表中选择Disk ，然后单击OK 按钮
3．选择Scalar>∫Integrate
4．选择Output>Eval
5．得到Disk 计算损耗约为270.38W
7) 计算磁通量
----06_1_m a x w e l l _e d d y c u r r e n t _A s y m m e t r i c _C o n d u c t o r
B z _r e a l
1．选择Input>Quantity>B
2．选择Vector:Scal?>Scalar Z
3．选择General>Complex ：Real ；
4．选择General>Smooth
注意:在特斯拉(Tesla)的单位中，流量密度将默认显示。

如果您希望看到高斯单位的
结果执行步骤5和步骤6，否则跳到第7步
5．选择Input>Number ，设置为Type:Scalar ；Value:10000；单击OK
6．General>*
7．选择Add 和指定名称为Bz_real
B z _i m a g
8．选择Input>Quantity>B
9．选择Vector:Scal?>Scalar Z
10．选择General>Complex ：Imag ；
11．选择General>Smooth
注意:在特斯拉(Tesla)的单位中，流量密度将默认显示。

如果您希望看到高斯单位的
结果执行步骤5和步骤6，否则跳到第7步
12．选择Input>Number ，设置为Type:Scalar ；Value:10000；单击OK
13．General>*
14．选择Add 和指定名称为Bz_imag
8) 计算辐射功率
----06_2_m a x w e l l _e d d y c u r r e n t _R a d i a t i o n _B o u n d a r y
⎭⎬⎫⎩⎨⎧⨯=→→→
*Re 21H E P 1．选择Input>Quantity>E ；
2．选择Input>Quantity>H ；
3．选择General>Complex ：Conj ；
4．选择Vector>Cross
5．选择General>Complex ：Real ；
6．选择Input>Number ，设置为Type:Scalar ；Value:0.5；单击OK
7．选择General>*
8．选择Add 和指定名称为Poynting
9) 计算电流（面积分）
----07_1_m a x w e l l _t r a n s i e n t _r e l u c t a n c e _m o t o r
1．选择Input>Quantity>J
2．选择Vector:Scal?>Scalar Z
3．选择Input>Geometry 选择Surface ，在列表中选择Terminal_A1，然后单击OK 按钮
4．选择Sca lar>∫Integrate
5．选择Input>Number ，设置为Type:Scalar ；Value:150；单击OK
6．选择General>/
7．选择Output>Eval
8．单击Done
10) 计算电流（面积分）
----05_3_m a x w e l l _m a g n e t o s t a t i c _r e l u c t a n c e _m o t o r
1．选择Input>Quantity>J
2．选择Input>Geometry 选择Surface ，在列表中选择Terminal_A1，然后单击OK 按钮
3．选择Vector>Normal
4．选择Scalar>∫Integra te
5．选择Output>Eval
6．出现通过线圈的电流，等于3750
7．单击Done
11) 霍尔传感器流量密度作为时间的函数（面积分）
-----07_2_m a x w e l l _t r a n s i e n t _r o t a t i o n a l _m o t i o n
1．选择Input>Quantity>B
2．选择Input>Geometry 选择Surface ，在列表中选择Sensor ，然后单击OK 按钮
3．选择Vector>Normal
4．选择Undo
5．选择Scalar>∫Integrate
6．选择Input>Number，设置为Type:Scalar；Value:1；单击OK
7．选择Input>Geometry选择Surface，在列表中选择Sensor，然后单击OK按钮
8．选择Scalar>∫Integrate
9．General>/
10．选择Add
11．指定名称为Bsensor
12．单击Done
12)通过线圈产生电流，作为时间的函数
----07_3_m a x w e l l_t r a n s i e n t_t r a n s l a t i o n a l_m o t i o n 1．选择Input>Quantity>J
2．选择Input>Geometry选择Surface，在列表中选择Coil_Terminal，单击OK按钮3．选择Vector>Normal
4．选择Scalar>∫Integrate
5．选择Add
6．指定名称为It
7．单击Done
2.Maxwell 3D:铜线圈涡流分析
（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，将文件保存名为“Eddycurrent”
（二）建立电磁分析
1.双击Workbench平台左侧的Toolbox→Analysis Systems→Maxwell 3D此时在Project
Schematic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 3D→Solution Type命令，弹出Solution Type对话框，选择eddy
current，并单击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.创建铝板模型（stock）
(1)依次单击Draw→Box命令，创建长方体
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=294，dY=294，dZ=19，并按Enter键
单击几何实体，左侧弹出属性对话框，重命名为：stock
(2)依次单击Draw→Box命令，创建长方体
在绝对坐标栏中输入：X=18，Y=18，Z=0，并按Enter键
在相对坐标栏中输入：dX=126，dY=126，dZ=19，并按Enter键
单击几何实体，左侧弹出属性对话框，重命名为：hole
(3)选中stock和hole，依次选择菜单栏中Modeler→Boolean→Subtract命令，对几何
进行减运算，此时弹出Subtract对话框
a.在Blank Parts中选中stock实体
b.在Tool Parts中选中hole实体
c.单击OK按钮
d.得到铝板模型如下：
(4)单击几何实体，使其处于加亮状态，此时左侧会弹出属性对话框，在Material栏中
将Value展开选择Edit，选择Aluminum作为铝板的材料
2.创建线圈模型（coil）
(1)依次单击Draw→Box命令，创建长方体
在绝对坐标栏中输入：X=119，Y=25，Z=49，并按Enter键
在相对坐标栏中输入：dX=150，dY=150，dZ=100，并按Enter键
单击几何实体，左侧弹出属性对话框，重命名为：coilhole
(2)按E 键，将体选择改为边选择，选中coilhole模型的4个竖边，如下图所示。

(3)将所选边缘圆滑化，依次选择菜单栏中Modeler > Fillet命令，Fillet 参数设置：Fillet
Radius: 25mm；Setback Distance: 0mm
(4)依次单击Draw→Box命令，创建长方体
在绝对坐标栏中输入：X=94，Y=0，Z=49，并按Enter键
在相对坐标栏中输入：dX=200，dY=200，dZ=100，并按Enter键
单击几何实体，左侧弹出属性对话框，重命名为：coil
(5)按E 键，将体选择改为边选择，选中coil模型的4个竖边，将所选边缘圆滑化，
依次选择菜单栏中Modeler > Fillet命令，Fillet 参数设置：Fillet Radius: 50mm；
Setback Distance: 0mm
(5)选中coil和coilhole模型，依次选择菜单栏中Modeler→Boolean→Subtract命令，
对几何进行减运算，此时弹出Subtract对话框
e.在Blank Parts中选中coil实体
f.在Tool Parts中选中coilhole实体
g.单击OK按钮
h.得到coil模型如下：
(6)单击coil几何实体，使其处于加亮状态，此时左侧会弹出属性对话框，在Material
栏中将Value展开选择Edit，选择copper作为线圈的材料。

3.创建相对坐标系
选择菜单栏中Modeler > Coordinate System > Create >Relative CS > Offset命令，在绝对坐标栏中输入：X=200，Y=100，Z=0，并按Enter键
4.设置激励电流加载面
(1)选中Coil几何，依次单击菜单中的Modeler→Surface→Section命令，在弹出的对
话框中选择XZ并单击OK按钮，此时几何生成截面。

(2)保持截面处于加亮状态，依次单击菜单中的Modeler→Boolean→Separate Bodies命
令，此时截面被分开。

(3)右击Terminal_Separate1命令，在弹出的快捷菜单中依次选择Edit→Delete命令。

（四）添加激励
3.在模型树种选中线圈的截面，依次单击菜单中的Maxwell 3D→Excitations→Assign→
Current命令，在对话框中填入以下内容：
(9)Name: Current1
(10)Value: 2742 A
(11)Stranded:☑Checked
(12)单击OK按钮
4.设置涡流存在区域
依次单击菜单中的Maxwell 3D > Excitations > Set Eddy Effects命令，只勾选Stock：☑Eddy Effects，然后单击OK按钮。

（五）设置求解域
选择菜单栏中Draw→Region命令，在弹出的Region对话框中输入Value=300，并单击OK按钮。

（六）创建哑元D u m m y
Dummy技术的优点：
只对所关心的局部区域进行加密剖分，提高该区域的计算精度，无需对整个区域进行加密，节约了计算资源。

1.将坐标系改为Global CS
2.依次单击Draw→Box命令，创建长方体
在绝对坐标栏中输入：X=-3，Y=68，Z=30，并按Enter键
在相对坐标栏中输入：dX=300，dY=8，dZ=8，并按Enter键
单击几何实体，左侧弹出属性对话框，重命名为：dummy
材料为真空
3.设置Dummy的剖分参数，选中Dummy模型，选择菜单栏中Maxwell > Mesh Operations >
Assign > On Selection >Length Based命令，此时弹出Element Length Based Refinement对话框，在对话框中填入以下内容：
(1)Name:Length1
(2)✉：Restrict Length Of Elements
(3) ：Restrict the Number of Elements
(4)Maximum Number of Elements:1000
(5)单击OK按钮
4.选择菜单栏中Maxwell 3D>Analysis Setup > Apply Mesh Operations命令，开始划分网
格。

（七）求解计算
2.依次选择菜单栏中Maxwell 3D→Analysis Setup→Add Solution Setup命令，此时弹出
Solution Setup对话框，在对话框中设置：
(6)Maximum number of passes（最大迭代次数）：10
(7)Percent Error（误差要求）:2%
(8)Refinement per Pass（每次迭代加密剖分单元比例）:50%
(9)Solver>Adaptive Frequency（设置激励源的频率）:200 Hz
(10)单击OK按钮。

3.依次选择菜单栏中的Maxwell 3D→Validation Check命令，此时弹出的对话框中，如果
全部项目都有 说明前处理操作没有问题；如果有 弹出，则需要重新检查模型；如果有！出现，则不会影响计算。

4.依次选择Maxwell 3D→Analyze All命令，此时程序开始计算。

（八）查看结果（C a l c u l a t o r）
使用Calculator计算器绘出线段A（0，72，34），B（288，72，34）上的磁感应强度B 的Z向分量实部值，设置Global CS为工作坐标系。

1.依次单击Draw→Line命令，绘制线段
在绝对坐标栏中输入：X=-0，Y=72，Z=34，并按Enter键
在相对坐标栏中输入：dX=288，dY=72，dZ=34，并按Enter键
单击几何实体，左侧弹出属性对话框，重命名为：FieldLine
2.计算B的z向分量实部，依次单击Maxwell 3D> Fields > Calculator命令，在弹出的Fields
Calculator对话框中做如下设置：
(1)在Category中选择B
(2)在Vector中选择Scal? > Scalar Z
(3)在General中选择Complex > Real ；单击Smooth
(4)在Input中单击Number
Type: Scalar
Value: 10000
(5)单击OK按钮
General: *
(6)点击Add，输入Named Expression：Name: Bz_real，然后单击Done按钮
3.依次选择Maxwell 3D > Results > Create Fields Report > Rectangular plot命令，设置如下
图，然后点击New Report。

4.绘出stock中的涡流辐值分布：选中stock，依次选择Maxwell 3D > Fields > Fields > J >
Mag_J命令。

5.绘出stock中的涡流流向图：选中stock，依次选择Maxwell 3D> Fields > Fields > J >
Vector_J命令。

3.Maxwell 3D:螺旋线圈涡流分析（正弦50Hz电流）
（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，将文件保存名为“Lx_eddy current”
（二）建立电磁分析
1.双击Workbench平台左侧的Toolbox→Analysis Systems→Maxwell 3D此时在Project
Schematic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 3D→Solution Type命令，弹出Solution Type对话框，选择eddy
current，并单击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.创建螺旋模型（coil）
(1)依次单击Draw→User Defined Primitive →Sys Lib→Segmented Helix→Polygon
Helix命令，在弹出的窗口中设置如下：
PloygonRadius（多边形半径）：1.5cm
Start Helix Radius（螺旋半径）:15 cm
Radius Change:3.1 cm
Pitch:0 cm
Turns:8
单击OK按钮
(2)选中此模型，在左侧弹出属性对话框
Name栏中将Value改成Coil
Material栏中将Value展开选择Edit，选择copper作为线圈的材料
Color栏中将Value改成Yellow
其余保持默认值
(3)依次单击Draw→Box命令，创建长方体
在绝对坐标栏中输入：X=14，Y=0，Z=-2，并按Enter键
在相对坐标栏中输入：dX=2，dY=2，dZ=-2，并按Enter键
(4)依次单击Draw→Box命令，创建长方体
在绝对坐标栏中输入：X=40.5，Y=0，Z=-2，并按Enter键
在相对坐标栏中输入：dX=-2，dY=-2，dZ=-2，并按Enter键
(5)连接面，依次单击Edit→Select→Faces命令，选择2个Box相对的面，然后依次
单击Modeler→Surface→Create Object from Face命令，最后依次单击Modeler→
Surface→Connect命令，完成连接。

(6)选中2个Box，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=0，dY=0，dZ=1，并按Enter键
单击OK按钮
(7)联合对象，依次单击Edit→Objects命令然后单击Edit→Select All命令，最后依次
单击Modeler →Boolean →Unite 命令，完成联合。

2. 创建底板
(1) 选择菜单栏中Draw →Regular Polyhedron 命令，创建正多面体
在绝对坐标栏中输入：X=0，Y=0，Z=1.5，并按Enter 键；
在相对坐标栏中输入：dX=41，dY=0，dZ=1，并按Enter 键。

(2) 此时左上角会弹出Segment Number 对话框
Number of Segments:36
单击OK 按钮
(3) 单击几何实体，使其处于加亮状态，此时左侧会弹出属性对话框，在对话框中填入
以下内容：
Name 栏中将Value 改成Disks
Material 栏中将Value 展开选择Edit ，选择Cast_iron （铸铁）作为底板的材料
Color 栏中将Value 改成Orange
其余保持默认值
3. 设置激励电流加载面
(4) 选中Coil 几何，依次单击菜单中的Modeler →Surface →Section 命令，在弹出的对
话框中选择 YZ 并单击OK 按钮，此时几何生成截面，命名为Coil_Terminal 。

(5) 选中Coil_Terminal ，依次单击菜单中的Modeler →Boolean →Separate Bodies 命令，
此时截面被分开。

(6) 除了Coil_Terminal ，选中所有的Sheets 右击，在弹出的快捷菜单中依次选择Edit
→Delete 命令。

（四）添加激励
在模型树种选中Coil_Terminal ，依次单击菜单中的Maxwell 3D →Excitations →Assign → Current 命令，在对话框中填入以下内容：
(1) Name: I_Coil
(2) Value: 125 A
(3) Solid: Checked
(4) 单击OK 按钮
（五）解决肌肤深度
1. 计算肌肤深度
(1) 肌肤深度是指导体中电流密度减小到导体截面表层电流密度的1/e 处的深度。

公式
为
r μωσμδ02=
其中 ω是角频率（f πω2=，其中f=500Hz ）
σ是导体的电导率,铸铁的1.5×106 S/m
r μ是导体的相对磁导率；铸铁60
0μ是空间的磁导率，这等于4π×10-7A/m.
(2)此模型的肌肤深度约为0.24cm
2.创建表层协助肌肤深度网格划分
(1)依次单击Edit→Select→Faces命令，选中Disk最接近Coil的面
(2)依次单击Modeler →Surface →Create Object from Face命令
(3)选择菜单栏中Edit→Arrange→Move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=0，dY=0，dZ=0.125，并按Enter键
3.选中Disk_ObjectFromFace1，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=0，dY=0，dZ=0.125，并按Enter键
单击OK按钮
（六）设置求解域
1.选择菜单栏中Draw→Regular Polyhedron命令，创建正多面体
在绝对坐标栏中输入：X=0，Y=0，Z=50，并按Enter键；
在相对坐标栏中输入：dX=150，dY=0，dZ=100，并按Enter键。

2.此时左上角会弹出Segment Number对话框
(1)Number of Segments:36
(2)单击OK按钮
3.选中此正多面体，在左侧会弹出属性对话框，设置如下：
(1)Name栏中将Value改成Region
(2)☑：Change display Wireframe
(3)其余保持默认值
（七）设置涡流效应
依次单击菜单中的Maxwell 3D > Excitations > Set Eddy Effects命令，只勾选Disk：☑Eddy Effects，然后单击OK按钮。

（八）求解计算
1.依次选择菜单栏中Maxwell 3D→Analysis Setup→Add Solution Setup命令，此时弹出
Solution Setup对话框，在对话框中设置：
(1)Percent Error（误差要求）:2%
(2)Refinement per Pass（每次迭代加密剖分单元比例）:20%
(3)Solver>Adaptive Frequency（设置激励源的频率）:500 Hz
(4)单击OK按钮
2.依次选择菜单栏中的Maxwell 3D→Validation Check命令，此时弹出的对话框中，如果
全部项目都有 说明前处理操作没有问题；如果有 弹出，则需要重新检查模型；如果有！出现，则不会影响计算。

3.依次选择Maxwell 3D→Analyze All命令，此时程序开始计算。

（九）网格划分
选中Disk，依次选择Maxwell 3D→Fields→Plot Mesh，然后单击OK按钮。

（十）计算总电阻损耗（C a l c u l a t o r）
1.依次单击Maxwell 3D>Fields>Calculator命令，在弹出的Fields Calculator对话框中做如
下设置：
(1)选择Input>Quantity>Ohmic Loss
(2)选择Input>Geometry选择V olume，在列表中选择Disk，然后单击OK按钮
(3)选择Scalar>∫Integrate
(4)选择Output>Eval
2.得到Disk计算损耗约为270.38W
（十一）电流密度矢量图
绘出Disk中的涡流流向图：选中stock，依次选择Maxwell 3D> Fields > Fields > J > Vector_J命令，在对话框中勾选Plot on surface only，然后单击Done按钮。