Maxwell建模仿真实例--电磁炮

Maxwell建模仿真实例单击、点击、左击都是指“鼠标左击”；软件版本ANSYSEM（Maxwell）15.0，不同版本界面略有不同。1.3D模型的建立与导入简单模型可以在Maxwell软件中建立系统提供立方体、圆柱体等基本块。复杂模型需要使用SolidWorks3D建模软件建立，建立后保存为STEP文件，通过Maxwell菜单栏Modele--Import--（找到相应的STEP文件）--双击、完成导入。图1-1图1-22.前处理导入3D模型后，画一个圆柱实体（单击图2-1红框中工具栏创建圆柱），使该圆柱实体包裹住所有被仿真模型，圆柱实体为仿真边界。边界越大仿真越贴近实际情况，但是边界打了耗费计算机资源，应视实际情况处理。图2-11)材料定义每一个出现在仿真域内的模型都需要分配材料，详细步骤如下：如图2-2所示，可以通过左击模型树选中相应实体（也可以通过单击仿真域中的实体块选中），被选中后的实体将粉红高亮显示，然后右击—AssignMaterial，弹出对话框（如图2-3），在对话框中选择相应材料，或创建所需材料。图2-2模型树仿真域图2-3依次分配实体材料，如：右击winding实体—AssignMaterial—copper，定义绕组为铜。图2-4定义磁芯为铁氧体ferrite。图2-52)设置激励源激励源为三组线圈：线圈A、B、C在线圈上加激励，必须创建线圈截面。创建方法如下图所示（共4步）：第1步单击选中线圈—右击—Edit—Surface—Section，弹出图2-7所示对话框，选中一个平面，系统将以该平面截取所选实体线圈的截面，截取完成后如图2-8所示。图2-6图2-7图2-8第2步，当实体为线圈时，被一个平面截取后会出现两个截面（每个线圈上会有两个截面，而且不能单独删除），这两个线圈不能同时成为线圈激励源，需要删除一个。左击选取线圈截面—Edit—Boolean—separatebodies，将两个截面分离后，删除一个即可。图2-9第3步，单击选取线圈截面—右击—assignexcitation—coilterminal，弹出对话框（如图2-12），设置numberofconductor=1；swapdirection是激励方向（自定义），创建线圈激励完成。图2-10图2-11图2-12线圈激励创建完成后，可通过工程栏查看激励源，如图2-13所示。图2-13右击工程栏Excitations—Addwinding，弹出对话框如图2-14所示。设定Name=windingA；type=External。图2-14进一步将线圈coilterminal加入到绕组winding中，如图2-15所示。右击windingA—Addterminals—弹出对话框选定线圈coilterminal即可。工程栏图2-15图2-16依次分配绕组WindingA、WindingB、WindingC的线圈，分配后如图2-17所示。图2-17第4步编辑外电路，右击Excitation—Externalcircuit—EditExternalCircuit，弹出对话框如图2-19所示，选择editcircuit，进入外电路编辑软件。图2-18图2-19在外电路编辑软件中设计好电路后，一定保证外电路中的绕组LwindingA与Maxwell仿真域中磁体的名称WindingA对应（如：LWindingB对应WindingB），这样才能做到电路模型与有限元模型互联。图2-20编辑好外电路后，菜单栏Maxwellcircuit—ExportNetlist--弹出对话框如图2-22所示，选择.sph文件，输出网表。图2-21图2-22输出网表后，单击Importcircuit—选择上一步输出的网表（如图2-24所示），即可实现外电路与有限元模型互联。图2-23图2-243)设置仿真边界右击仿真域任意位置，选择SelectFace。图2-25选择模型中包裹所有实体的圆柱体的所有表面（按住ctrl点击可多选），右击—AssignBoundary—ZeroTangentialHField—点击ok。Maxwell提供三种常用边界，ZeroTangentialHField（零磁边界）、Insolating（绝缘边界）、symmetry（对称边界），一般仿真最外层用零磁边界，内部各实体需绝缘的地方用绝缘边界，需对称时用对称边界。图2-26图2-27图2-28图2-29图2-304)规定网格划分规则规定网格划分规则，使计算更精准。左击选中所有绕组—右击—AssignMeshOperation—OnSelection—LengthBased—在对话框中填入合适的距离（可保持默认）--单击OK。依次定义磁芯网格和仿真边界网格。图2-31图2-325)设计计算规则右击工程管理栏Analysis—Addsolutionsetup—在对话框中设计仿真起始时间、步长等信息。图2-33图2-34图2-35图2-366)解算右击Analysis—ApplyMeshOperation。单击工具栏，对工程进行检查，如有问题见信息栏提示。如没问题（如图2-39所示），继续单击，进行解算，如2-41所示。图2-37图2-38图2-39图2-40图2-413.后处理选中需要查看的实体（可多选），右击—Field—H—H_Vector（矢量图），可查看实体的磁场强度矢量图，如图3-2所示。Maxwell提供H（磁场强度）、B（磁通密度）、J（损耗）、Energy（能量）和Other（其他）等多种参量可观测。图3-1图3-24.报表单击Results—CreateQuikReport可生成，也可根据需求生成各种报表。