Ansys Maxwell4——二維穩態磁場應用

靜態磁場是指所有的磁場量均不隨時間改變而改變。渦流磁場則是指激勵隨時間按正弦或者余弦規律變化，但從統計意義上來講，它又是時間平穩的，我們通常將這樣的磁場看成是准靜態的電磁場，稱之為諧性磁場或似穩場。

4.1 概述

所謂靜態磁場是指不隨時間變化的磁場，他通常包括下面幾種情況：永磁體的磁場；穩恆電流產生的磁場；外加靜磁場產生的磁場；勻速運動的導體（如線性感應電動機）。

對於激勵源（電壓或者電流）服從正弦或者余弦規律變化所產生的電磁場問題為渦流問題或者諧性問題。

4.2 永磁同步電機靜磁場分析實例

三相永磁同步電動機，由定子鐵心、定子繞組、永磁體磁極、轉子鐵心組成。電機定子內徑、外徑分別為 74mm 和 120mm，極數 4，定子槽數 24，電機為對稱結構可以建立四分之一模型，為了更加清晰地展示整個電機模型的建立情況，本例采用整域求解。問題為求解電機的平均電磁轉矩及場圖分布。

get到的知識點：

1. 通過Modeler/Boolean/Unite操作，將線段合成一體；
2. 通過Modeler/Surface/Cover lines由閉合曲線創建面域；
3. 在Modeler/Boolean/Substract選區相減操作中，勾選Clone tool objects before substracting以保留被減區域；
4. 復習了非線性鐵磁材料的添加方法；
5. 永磁材料的方向指定則是通過相對坐標系的設置來完成，Xcomponent為 1，則表示該永磁材料的激磁方向沿永磁磁極面域所在坐標系的 X 軸正方向上，因此，需要在全局坐標系的基礎上建立相對坐標系統（Moderler/Coordinate System/Creat/Relative Cs/rotated），
   注意相對坐標系統的參考坐標系都選擇為全局坐標系統 Global，之后需要給每個磁極指定對應的相對坐標系；
6. 為確定電機轉子上所產升的電磁力、力矩，需要選擇相應的面域（本例中包含四個磁極及轉子軛部分），執行命令Maxwell 2D /Parameters/ Assign/ Force 和命令 Maxwell 2D /Parameters/ Assign/ Toque。

4.3 感應電機渦流場分析實例

三相籠型感應電動機，由定子鐵心、定子繞組、轉子鐵心、鼠籠條和轉軸組成。定轉子槽配合為 36/32。

get到的知識點：

1. 電機為對稱結構，建立四分之一模型，需要施加主從邊界條件；
2. 給繞組添加激勵時設定相角；
3. 采用不同剖分尺寸對感應電機鼠籠條、定子繞組、鐵心以及外層區域進行剖分；
4. 繪制了所有鼠籠導條的焦耳損耗。