Maxwell建模仿真实例--电磁炮

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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。

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