Maxwell场计算器系列

Maxwell场计算器系列之1：求单点B,画单点B随时间变化

有些人还是找不到，在这里就特别重点强调一下在ansoft12中做fft的方法：这是最简单的，根本没有特殊操作。就是在results上面右键，create report，然后把Domain里面的Sweep改成Spectral即可。我之所以在多个帖子中讲最好用Simplorer是因为它比maxwell的fft方法多，而且更灵活，如果你觉得maxwell里面的就可以，那自然好。

因为大家很多都用上了v12，我这里的步骤就按v12的写，大部分步骤在其他版本中类似：(如果想要命令脚本，修改以后多次运行，请使用tool里面的record script功能，修改脚本用记事本或写字板即可。)

0. 画点

抬头看maxwell最上面一行菜单栏，点Draw>point，可以用鼠标选择一点，或者在右下角输入坐标（直角坐标或者极坐标）。

1. 求单点B

1) 在Field Overlays上面用鼠标右键，最底下一个是Calculator，点这个打开场计算器窗口。

计算器下面有5个分类，分别是：Input、General、Scalar、Vector、Output，为了让大家不晕菜，用到哪个讲哪个。

2) 依次点Input类别里面的Quantity，然后B

3) 依次点Input类别里面的Geometry，然后point，然后选择刚画的那个点，ok

4) 点Output类别里面的V alue

5) 点Output类别里面的Eval

就可以看到B的结果了，对于2维来说，结果是的格式

2. 画单点B随时间变化

在Field Overlays上面用鼠标右键，最底下一个是Calculator，点这个打开场计算器窗口。

如果像上面那样一次求出B在x、y、z三个方向上的值，这时画图就不知道画哪个，所以你要告诉maxwell画哪个方向上的B或者是B的标量值（三个方向的值平方和，开方）

第一步：先在计算器中进行操作。

1) 在左边的Field Overlays上面用鼠标右键，最底下一个是Calculator，点这个打开场计算器窗口。计算器下面有5个分类，分别是：Input、General、Scalar、Vector、Output，为了让大家不晕菜，用到哪个讲哪个。

2) 依次点Input类别里面的Quantity，然后B

3) i)如果想画出B的分量和时间的关系，依次点Vector类别里面的Scal?>ScalarX或者ScalarY或者ScalarZ

ii)如果想画出B的值和时间的关系，点Vector类别里面的Mag

4) 依次点Input类别里面的Geometry，然后point，然后选择刚画的那个点，ok

5) 点Output类别里面的V alue

6) 点"Add"按钮，弹出Name expression窗口

7) 在Name后面输入一个名字（英文），比如说我输入Blike，ok后Name expression窗口消失。

8) 点Done，结束计算器的操作。

第二步，在计算器外操作。

1) 在左边的Results上右键，选择create field report，然后rectangular report

2) 在Category中选择"calculator Expressions"，在Quantity中选择"Blike".

3) 点"New Report" 按钮

4) 点"Close" 按钮

就看到了图。

maxwell场计算器系列之2：求气隙上的B,并做fft

第一步：画一个气隙上的弧，默认名称为Polyline1，不用修改。

做B_normal（见附步骤1）以后，就可以画出normallizeddistance作为x轴，B_normal作为y轴的二维图（见附步骤2）。

附步骤1：将垂直于气隙弧的B定义为变量B_norm

1）field overlays右键，calculator。

2）quantity>B，Geometry>Line>Polyline1

3）Vector>Unit Vector>Normal

4）Vector>Dot

5）点Add按钮，取名为B_norm

6）点Done按钮，完成。

附步骤2：

1）在Results上右键，Create Fields Report，Rectangular report

2）在Geometry里面选择polyline1

3）在X后面的下拉菜单中选择NormalizedDistance

4）依次选择Category>Calculator Expressions>Bnorm

5）点New report，close

附步骤3：

根据机械转速和转子转过的位置算出时间。

做出fft之后请验证，基频是否为与转速对应的频率，如果不是，请做相应调整。

导入、导出Bnorm的步骤：

在任何打开的图上右键，Export data或Import data。

maxwell脚本中反正切函数怎么写？

perch88版权所有2009，

我们一般使用pi的时候并不是输入 3.14.....，而是用pi = 4*atan(1)的形式来表达，但是你会发现maxwell“不认”atan，那么它是否支持反正切函数？如果支持的话，那应该怎么写呢？

答：在maxwell中，反正切函数是atn，而不是atan。

simwe124:Maxwell 2D 结果在什么情况下需要乘以系数？

问题：

1. maxwell 2d XY平面问题，结果是否需要乘以系数？

2. maxwell 2d RZ平面问题，结果是否需要乘以系数？

3. 模型的单位是毫米、英尺什么的，结果需要怎么处理。

答案：

1. maxwell 2d XY平面问题，结果是z方向1米长的结果。对于不同的z向长度（如0.1米），需要乘以系数（如0.1）

2. maxwell 2d RZ平面问题，结果不需要乘以系数

3. 无论模型的单位是什么，结果都是标准单位制，即米、秒、牛米等

simwe140:maxwell v12中pwlx函数的设置与v11截然不同

在v11中，pwlx函数的形式：pwlx(T,constant,Is_data)，只要定义最后一个参数的dataset就行了，这些都在函数那个窗口中定义。

在v12中，pwlx 函数的形式：pwlx(Is_data,time)，注意看这里，我可没写错，11版本中的三个参数现在变成两个了，而且时间变量也从T 变成了time ，而且区分大小写。只要定义第一个参数的dataset 就行了，这在project>dataset 中定义。电流的函数并不在project>dataset 中，而是在excitation 里面的 winding 里面定义。

最后，这些都搞对了，结果还是不对。如果谁走到这一步，弄不出来，再来找我，呵呵

看起来很简单的pwlx 函数，升级起来还真折腾人呢

如何计算最简单的导体电感和变压器绕组电感？

问：一根铜直导线，直径5mm ，长度3米，它的电感应该在4uH 左右。

用RZ 坐标建模，画一个2.5mm*3000mm 的矩形，用静磁场计算，导线电流1A ，气球边界。这么做对吗？为什么总是得不到想要的结果？

答：一根铜直导线，直径5mm ，长度3米，你用xyplane 就好了（考虑涡流的话用eddycurrent 求解器，涡流求解器包括导体中的涡流效应）。在上面画一个5mm 直径的圆导体，计算时加入Matrix 矩阵，xyplane 默认计算的是长度为1米的体积，算出来的矩阵中包括1米长度上电阻和电感值（单位为/m ΩH 和/m ）；或者算出来的静磁场能量是212

W LI =，为长1米的铜直导线的静磁场能量，可以此算出单位长度导线的电感。然后乘以3就是要的结果。

RZ 坐标里头的2.5mm*3000mm 是一个铜圆盘，而不是你描述的情况。 问：式212

W LI =中的I 是电流峰值还是平均值？ 答：平均值。

问：若初级线圈匝数为M ，次级线圈匝数为N ，自感和互感怎么算？

答：用软件自带的电感矩阵计算，对角线就是自感，其余是互感。不过要注意是得到的是电感系数（看单位可知），还要算进匝数和模型长度。若线圈匝数为N,自感就是自感系数*N*N*模型长度。互感是互感系数*M*N*模型长度。

分布电容？静态电容？地电容？集总电容？

分布电容或者说是动态电容，是指在高频下，即绕组中的电压周期变化下的电容，它不同于静态电容。 静态场下的电容和时变场下电容是一样的，电容只和导体形状，相互之间位置以及填充媒质有关，静态、低频和高频下差别在于容抗的变化，静态相当于频率为0的情况，容抗为无穷大。因此可以用稳态场计算电容，其数值计入频率得出容抗后可用于时变下的分析。

地电容（ground capacitance ）和集总电容（Lumped capacitance ）的区别：

假设有一个三导体系统，导体编号分别为1，2和0，其中0号导体表示大地导体。集总电容涉

及到了1号导体和2号导体之间的电容，它们与电压的关系如下（Q1、Q2分别为1号和2号导体的电荷量）：

Q1=C11U1+C12(U1-U2)

Q2=C12(U2-U1)+C22U2

即它们表示了导体对地的自电容和导体之间的互电容，其实这里所说的集总电容就是《工程电磁场》中所说的部分电容，集总电容可用于电路仿真。

而关于地电容，它们与电压的关系如下：

Q1=C11U1+C12U2

Q2=C12U1+C22U2

所以地电容矩阵实质上是《工程电磁场》书中所讲的感应系数矩阵，感应系数矩阵是电位系数矩阵的逆矩阵。

如何计算场能量?

如果是非瞬态的话，在converge（主菜单旁边那个窗口上边，最上方）里面就有Energy

如果是瞬态，则post process, 选择一个瞬态结果，点post process进入后处理

在后处理菜单中，Data>Calculator打开计算器，或者点工具栏第一个按钮，长得像计算器那个。在计算器窗口中，按下述步骤就能得到能量了：

1. Qty>Energy

2. geom>surface>all

3. scalar>integral（就是积分符号）

4. output > eval

Maxwell 3d中的Eddy effect 警告要不要紧？

在maxwell 3d中会遇到这样的警告：

Eddy effect settings may need revisiting due to the recent changes in the design. The default value will be used for the object if the value is not specified.

问：这个警告要不要紧？

答：不要紧，默认设置为不考虑涡流。只是提醒一下。

Maxwell中的各种损耗power loss, core loss, ohmic loss, joule loss 含义？

这里只有文字部分，图片请看

Losses mentioned in Maxwell includes,

1.Power loss

2.Core loss

3.Ohmic power loss (Joule loss)

*Note: this content is restricted to transient magnetic analysis.

Power loss

Definition: Any occasion that involves induced eddy current.

?laminated rotor and stator in PM motor has no power loss except laminations are modeled (this is almost impossible because the thin and big steel sheet needs incredible number of FEA elements)

?in most cases, eddy current effect in the sleeves holding the magnets in PM motor is considered, so there is power loss for the sleeve

?although it is not very common to calculate eddy current in other auxiliary parts, but if there are some objects where it is necessary to do so, power loss will be generated

?magnets in PM motor has power loss if eddy current effect is considered

?rotor bars in induction motor has power loss because of the eddy current

?stranded coils will have power loss if the stranded is actually modeled like the one shown below. This is unusual for motor.

?stranded coils have no power loss if not modeling every single strand (paraphrase of the previous statement)

Core loss

Definition: For laminated steel, 3 kinds of losses are considered. They are hysteresis loss, classical eddy current loss and excess loss. These losses are calculated by using the coefficients (Kh, Kc, Ke) derived from the loss graph provided by steel company.

?laminated rotor and stator in PM motor has core loss. Currently, this is the only way to calculate stator loss and rotor loss.

OhmicLoss

Definition: This is the power loss density.

If there is more than one object involved in power loss calculation, the result power loss is the total. You can use the calculator in the post processor to integrate power loss density on specific volumes/areas to get the power loss in them.

Maxwellv12中徒手画图形还是用对话框画？

v12中徒手画还是用对话框画图形是可以选择的，用F3/F4在两种模式下切换。

不懂请看图：8135-1-1.html

非常有用:铝铜等金属电阻率电导率随温度变化公式系数

此篇文章为转载，原文为英文，链接：

我挑主要的内容说一下：

在2个温度下，电阻和电阻率的关系如下：R1= R2* [1 + a * (T1–T2)]

其中的温度系数a请按原文中表（本文最后）查询：

举例：

问题：25o C电阻率是2.706 x 10-8 a = 0.0043/ o C，请问20 o C时的电阻率是多少?

答案：R1= R2* [1 + a * (T1–T2)]

把下列参数带入上式：

R2= 2.706 x 10-8ohm meters (measured resistivity at 25 o C)

a = 0.0043/ o C

T1= 20 o C

T2= 25 o C

得到：R1 = 2.706 x 10-8ohm meters * [1 + 0.0043/ o C * (20 o C –25 o C)] = 2.648 x 10-8ohm meters

可以看出，温度越低，电阻率也就越低。或者说，温度越高，导体的导电性就越差，电阻就越大，通过相同电流时，损耗（一般导线材料是铜，因此也叫铜损）也就越大，这是在很多涉及到导线的设计时都需要考虑的问题。

maxwell中coil和winding有什么区别和联系？

coil和winding都是指线圈，但是ANSOFT用来设置不同的参数。

coil是用于设置电流方向，线圈数；而winding是用于设置激励源的种类（如：电流或者是电压），外加电阻（可选），外加电感（可选），激励源的数值或函数等等。

coil和winding的区别很多。

首先还是静态、涡流、瞬态的问题，只有瞬态有winding

瞬态时，只有在winding中才能设置使用内置变量如位置的函数，在coil中不能这样做。其次，它们的意义也有区别。

winding相当于小组，coil相当于组员，一般是把A相定义为一个winding（小组），把A 相的所有coil都加上去，B和C相同理。加的方法有两种，简单的一次选多个，复杂的一次选一个。

第三，并联支路数在winding中体现。coil没办法体现这个。