ANSOFT MAXWELL 教学
MAXWELL中文说明书
MAXWELL中⽂说明书Ansoft Maxwell 2D/3D 使⽤说明⽬录第1章Ansoft 主界⾯控制⾯板简介第2章⼆维（2D）模型计算的操作步骤2.1 创建新⼯程 (2)2.2 选择求解问题的类型 (3)2.3 创建模型（Define Model） (4)2.4 设定模型材料属性（Setup Materials） (6)2.5 设定边界条件和激励源（Setup Boundaries/Sources） (8)2.6 设定求解参数（Setup Executive Parameters） (9)2.7 设定求解选项（Setup Solution Options） (10)2.8 求解(Solve) (10)2.9 后处理（Post Process） (11)2.10 ⼯程应⽤实例 (12)第3章三维（3D）模型计算的操作步骤3.1 建模 (14)3.2 定义材料属性 (17)3.3 加载激励和边界条件 (18)3.4 设置求解选项和求解 (18)3.5 后处理 (18)3.6 补充说明 (18)3.7 例 1 两电极电场计算 (18)第4章有限元⽅法简介4.1 有限元法基本原理 (22)4.2 有限元⽹格⾃适应剖分⽅法 (23)第1章Ansoft 主界⾯控制⾯板简介在Windows下安装好Ansoft软件的电磁场计算模块Maxwell之后，点击Windows 的“开始”、“程序”项中的Ansoft、Maxwell Control Panel，可出现主界⾯控制⾯板（如下图所⽰），各选项的功能介绍如下。
1.1 ANSOFT介绍Ansoft公司的联系⽅式，产品列表和发⾏商。
1.2 PROJECTS创建⼀个新的⼯程或调出已存在的⼯程。
要计算⼀个新问题或调出过去计算过的问题应点击此项。
点击后出现⼯程控制⾯板，可以实现以下操作：新建⼯程。
运⾏已存在⼯程。
移动，复制，删除，压缩，重命名，恢复⼯程。
新建，删除，改变⼯程所在⽬录。
Ansoft Maxwell 3D圆柱永磁体受力仿真——Harris教学文稿
问题分析：两个圆柱形永磁铁，磁化方向为轴向，分析小圆柱磁铁在竖直方向不同位置受到的磁力。
仿真步骤：一、打开Maxwell软件，点击三维建模，保存文件及分析项目二、点击，设置SolutionType静磁场Magnetostatic求解器类型三、设置永磁材料复制永磁材料改参数：下图中的X/Y/Z Component后面有1/-1就表示该向正/反方向就是充磁方向双击添加的材料自动加载到项目材料中四、建模添加材料使用建大小两个圆柱，先选中大圆柱，按住Ctrl再选小圆柱，点击中的Boolean运算中的Subtract做减运算，得到空心圆柱模型小圆柱的Z向高度参数化：选中圆柱模型上右键，选择Properties其中InnerHeight是自命名的高度参数，参数化成功。
五、添加求解域点击，在Value里输入200六、添加求解参数，即磁力选中小圆柱，右键单击/Assign/Force七、求解设定及网格划分网格采用自动划分，不用在Mesh Operations中操作（这个是手动网格划分的选项）在上点击右键/Add Solution Setup，默认点确定即可在绘图区Ctrl+A，在Analysis上单击右键/Apply Mesh Operations，自动网格划分完毕八、参数扫描求解就是InnerHeight的变化过程中ZForce的值右击/Add/Parametric设置计算结果项该界面是默认力ZForce的输出设置，设置完后点击Add Calculation;如果要对Zforce插入其他公式输出，选择进行设置。
所有都设置好以后，在上单击右键，选择Analyze，等待仿真计算结束后还是上图位置处右击，选择View Analysis Results，即可看到仿真结果：九、磁场分布查看：先选中求解域，在上右击/Fields/B/B_Vector（磁长的矢量分布情况）或者Mag_B（大小强弱分布情况）。
电磁场 软件MAXWELL使用说明教学教材
电磁场软件M A X W E L L使用说明Ansoft Maxwell 2D/3D 使用说明第1章 Ansoft 主界面控制面板简介在Windows下安装好Ansoft软件的电磁场计算模块Maxwell之后，点击Windows的“开始”、“程序”项中的Ansoft、Maxwell Control Panel，可出现主界面控制面板（如下图所示），各选项的功能介绍如下。
1.1 ANSOFT介绍Ansoft公司的联系方式，产品列表和发行商。
1.2 PROJECTS创建一个新的工程或调出已存在的工程。
要计算一个新问题或调出过去计算过的问题应点击此项。
点击后出现工程控制面板，可以实现以下操作：●新建工程。
●运行已存在工程。
●移动，复制，删除，压缩，重命名，恢复工程。
●新建，删除，改变工程所在目录。
1.3 TRANSLATORS进行文件类型转换。
点击后进入转换控制面板，可实现：1.将AutoCAD格式的文件转换成Maxwell格式。
2.转换不同版本的Maxwell文件。
1.4 PRINT打印按钮，可以对Maxwell的窗口屏幕进行打印操作。
1.5 UTILITIES常用工具。
包括颜色设置、函数计算、材料参数列表等。
第2章二维（2D）模型计算的操作步骤2.1 创建新工程选择Mexwell Control Panel (Mexwell SV)启动Ansoft软件→点击PROJECTS打开工程界面（如图2.1所示）→点击New进入新建工程面板（如图2.2所示）。
在新建工程面板中为工程命名（Name），选择求解模块类型（如Maxwell 2D, Maxwell 3D, Maxwell SV等）。
Maxwell SV为Student Version即学生版，它仅能计算二维场。
在这里我们选择Maxwell SV version 9来完成二维问题的计算。
图2.1 工程操作界面图2.2 新建工程界面2.2 选择求解问题的类型上一步结束后，建立了新工程（或调出了原有的工程），进入执行面板（Executive Commands）如图2.3所示。
Ansoft Maxwell参数化-脚本化-多核运算-快捷教程
Ansoft Maxwell参数化-脚本化-多核运算-快捷教程RMxprt、Maxwell、Workbench和Simplorer基础培训教程一、Maxwell 2D部分1、多核运算在工具栏中点击选项，进入HPC编辑界面，将核心数设置为电脑总核心数，任务数设置为所需调用的核心数，在作业分配中勾选瞬态求解器，即可看到CPU占用率的上升。
2、气隙多层设置根据之前的仿真对比，为了获得更好的结果精度和计算时间，建议将气隙分为四层。
1）在气隙中，将Band默认设置为中间层，在Band和转子之间画一个圆面circle1，在Band和定子之间画圆面circle2.2）选择中circle1、circle2、Band右键分配网格，给定长度，最大长度建议使用默认值的1/10.3）划分初始网格：右键分析-应用网格。
查看网格：全选模型，右键绘制网格。
根据效果可以修改网格长度。
重画之前需将上次的网格初始化：右键分析-恢复初始网格。
3、求解1）设置模型运动设置-机械，给定转速，如果考虑机械瞬态可以勾选，设置转矩、转子转动惯量、阻尼。
模拟启动可以将转矩设置为负载转矩，转速设置为0rpm，即从0rpm启动直到额定工况。
有时设置机械项会出现错误：时间分解方法不支持机械瞬态。
一般重新设置，或者重新检查分析或者关闭多核运算即可)。
2）设置求解时间步长。
通常情况下，点击0.2秒后会达到稳定状态，根据需求设置求解时间和精度。
4、参数化自动求解参照《Ansoft12在工程电磁场中的应用》一书，第九章内容并结合自己的经验。
对于任意输入的数值，都可以将该数值变为字母参数（部分单词在软件中已经有特定定义，如时间、功率等）。
例如，计算不同负载。
1）将运动设置负载设置为负载转矩输入T，单位改为Nm。
2）在优化分析中，右键添加参数，出现如下图对话框，点击添加。
于为什么会出现这种情况，具体原因需要进一步排查。
3、在右侧添加变量T，并更改变化参数，可以在Table 中查看参数扫描变化范围。
2019-ANSOFTMAXWELL教学-文档资料
Maxwell 2D 的激励源设置
• 所有的计算模型都必须保证有激励源，即 所计算的系统其能量不能为0，不同的场其
激励源形式或机理均不相同。有时甚至可以 通过实际工程的激励源形式来判断究竟该 用哪个模块来进行建模计算
气球边界条件
• 在很多模型中，需要进行散磁或较远处磁场的数 值计算，而绘制过大的求解区域则会无谓的增加 计算成本，引入无穷远边界条件是一种非常理想 的处理方法。
• Maxwell 将无穷远边界条件称之为气球边界条件， 这样在绘制求解域范围时就可以不必将求解域绘 制的过于庞大，从而减小可内存和CPU 等计算资 源的开销。
电场
1． 静电场求解器（Electrostatic） 静电场求解器用于分析由直流电压源、永久极化材料、高电 压绝缘体中的电荷/电荷密度、套管、断路器及其它静态装置 所引起的静电场，可分析材料类型包括绝缘体及理想导体， 可自动计算力、转矩、电容及储能等参数。
2． 直流传导电场求解器(DC conduction) 主要用来求解由恒定电压在导体中产生的传导电流及介 电损耗问题。
ANSOFT MAXWELL
软件介绍
推荐网址
• 西莫电机论坛bbs.simol/ • Simwe仿真论坛forum.simwe/
“在调试磁场仿真的过程中，越来越深刻体 会到，要顺利完成一个仿真，必须具备两方 面的素质，其一是对软件的基本操作要非常 熟悉，比如3D模型创建，手动网格剖分， 后处理损耗和电感参数提取等；另外一个就 是对基础理论的扎实掌握，包括电机的绕组 理论，电磁场有限元理论等。前者只要通过 相关培训或教程的学习，加以必要的练习， 就可以很快上手；后者则绝非一日之功，这 对于开发一种新电机而言，尤其如此。”
ansoft maxwell em教程
仿真ANSOFT MAXWELL 使用说明合成一个面如果操作过程中提示你操作会失去原来的面或者线的时候，不妨把面或者线先copy，操作了之后再paste就好。
Solid 用来生成体。
第一栏用来直接生成一些规则的体。
Sweep是通过旋转、拉伸面模型得到体。
第二栏是对体进行一些布尔操作，如加减等。
Split是将一个体沿一个面（xy、yz、xz）劈开成两部分，可以选择要保留的部分。
在减操作时，如有必要，还是先copy一下被减模型。
第三栏cover surface是通过闭合的曲面生成体。
Arrange 选取模型组件后，对模型组件进行移动、旋转、镜像（不保存原模型）、缩放等操作。
Options 用来进行一些基本的设置。
单位的转换，检查两个体是否有重叠（保存的时候会自动检查）、设置background大小、定义公式以及设置颜色。
二、材料设置相对比较简单，Maxwell材料库自带了一些常用的材料，如果没有可以自己新建一个材料。
Material—〉Add，输入文件名，及相关的参数即可。
如果BH曲线是非线性的，就，在B-H Nonlinear Material 前面打勾，就会有自己输入BH曲线的选项，自己输入就好。
但是要注意BH曲线是单调递增的。
新建的材料还可以设置为理想导体和各向异性的材料。
三、边界条件/激励的设置边界条件在3D模型中用的相对比较少，因为模型外层可以设置为真空区域，边界条件可以自动给出，如果是对称模型就可以设置相关的边界条件了。
我曾经做一个轴对称模型，相用模型的1/4计算，不过边界条件设置没有设对，可以自己摸索一下。
关于激励的设置，在加载电流的时候，最重要的一点是要将模型建立成一个回路。
否则的话无法得到正确的结果。
在回路中加电源的位置建一个截面，在截面上加载就好，注意截面要是平面，不能为曲面。
在进行瞬态分析的时候，Model—〉set eddy effect处设置有涡流效应的导体，处于有源回路上的导体不能设置涡流效应。
最专业的ansoft RM-Maxwell-磁化曲线扫描-专业教程
RMxprt&Maxwell&Workbench&Simplore基础培训教程By_HEUyandongsheng一、RMxprt部分该部分主要通过学习《Ansoft12在工程电磁场中的应用》一书。
在此主要说一下注意事项。
1、在感应电机模块设置中，可通过修改杂散损耗来修正电机效率。
2、在定子绕组设置中，节距设置只出现在最初设置的时候，一旦确定再次打开则无此选项，故该项设置一定要保证正确。
3、层间绝缘是指有两层绕组的绝缘，如果只有一层绕组，则该项为0，再次打开后，不会出现该项。
4、使用Sheetscan功能导入自定义材料曲线，以50DW800型号的硅钢片的此话曲线为例。
（1）将查找到的BH曲线截屏，保存成图片格式，png格式除外。
（2）点击DesignDatebase-Sheetscan-Picture-LoadPicture将图片读入。
（3）CoordinateSystem，创建坐标系，point1代表坐标系原点，point2表示横轴最大值，point3,表示纵轴最大值，将点选的图片中的坐标系数值填写到X-value和Y-Value 中。
选择X，Y轴的数据形式，线性、对数等。
OK。
（4）点击Curve-New，填写坐标轴定义。
点击描点，鼠标点选曲线节点，描出的店数据在左侧，如图所示。
（5）结果输出。
点击File-export-File选择格式。
保存成csv格式。
（6）如果让maxwell可识别，则打开csv格式，另存为“文本文件（指标符分隔）”。
保存成的*.txt文件直接在文件名修改后缀为*.tab。
（7）在Maxwell中选择材料，（选择与自定义材料最接近的一种），点击CloneMaterial，改名称。
Import读入曲线数据。
若报错可先行导出一种tab文件，在将该数据复制粘贴到导出的文件中，统一格式。
若报错按照提示操作。
5、从RMxprt中一键生成全模型到Maxwell2D（1）打开RMxprt-Designsetting-userdefine-enable，在里面输入如下图的命令，注意大小写和空格，求解RMxprt下的analys，右键analysis-createMaxwell2D生成2D全模型。
电磁场软件MAXWELL使用说明
Ansoft Maxwell 2D/3D 使用说明第1章Ansoft 主界面控制面板简介在Windows下安装好Ansoft软件的电磁场计算模块Maxwell之后，点击Windows的“开始”、“程序”项中的Ansoft、Maxwell Control Panel，可出现主界面控制面板（如下图所示），各选项的功能介绍如下。
1.1 ANSOFT介绍Ansoft公司的联系方式，产品列表和发行商。
1.2 PROJECTS创建一个新的工程或调出已存在的工程。
要计算一个新问题或调出过去计算过的问题应点击此项。
点击后出现工程控制面板，可以实现以下操作：●新建工程。
●运行已存在工程。
●移动，复制，删除，压缩，重命名，恢复工程。
●新建，删除，改变工程所在目录。
1.3 TRANSLATORS进行文件类型转换。
点击后进入转换控制面板，可实现：1.将AutoCAD格式的文件转换成Maxwell格式。
2.转换不同版本的Maxwell文件。
1.4 PRINT打印按钮，可以对Maxwell的窗口屏幕进行打印操作。
1.5 UTILITIES常用工具。
包括颜色设置、函数计算、材料参数列表等。
第2章二维（2D）模型计算的操作步骤2.1 创建新工程选择Mexwell Control Panel (Mexwell SV)启动Ansoft软件→点击PROJECTS 打开工程界面（如图2.1所示）→点击New进入新建工程面板（如图2.2所示）。
在新建工程面板中为工程命名（Name），选择求解模块类型（如Maxwell 2D, Maxwell 3D, Maxwell SV等）。
Maxwell SV为Student Version即学生版，它仅能计算二维场。
在这里我们选择Maxwell SV version 9来完成二维问题的计算。
图2.1 工程操作界面图2.2 新建工程界面2.2 选择求解问题的类型上一步结束后，建立了新工程（或调出了原有的工程），进入执行面板（Executive Commands）如图2.3所示。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
网格剖分和求解设置
• 自适应剖分 • 手动设置 On Selection、Inside Selection 和Surface
Approximation，其各自的意义为对于物体 边界内指定剖分规则、对物体内部指定剖 分规则和对物体表层指定剖分规则
激励源设置
• 静磁场：电流源，电密源 • 涡流场：电流源、并联电流源和电流密度源，被动的激励
源（考虑物体涡流效应） • 瞬态磁场：电流源、电流密度源。形成线圈后还可以 对线圈施加电流源、电压源和复杂控制的外电路源。 • 静电场：Voltage Excitation 直流电压、Charge Excitation
3 交流电场求解器(AC conduction ) 主要用来求解由时变电场在导体中产生的传导电流及介 电损耗问题。
建模
几种建模方法及注意事项
一个良好的模型，是正确进行有限元分析的前提。 •完全使用maxwell建模，这个是最保险的办法。 •使用Rmxprt里面的电机模型（单极，全电机） •从cad软件，比如autocad solidworks等导入。 •采用混合建模方法，比如rm生成，cad导入，maxwell 建模。这种混合建模方法，只适用于模型中不相互接 触的部件
后处理操作流程
• 求解场图的查看 • 路径上场量的查看 • 场计算器的应用 • 参数计算
二维电磁场理论及有 限元理论初步
• 电磁场的分析和计算通常归结为求微分方程 的解。对于常微分方程，只要由辅助条件决 定任意常数之后，其解就是唯一的。对于偏 微分方程，使其解成为唯一的辅助条件可分 为两种：一种是表达场的边界所处的物理情 况、称为边界条件；另一种是确定场的初始 状态，称为初始条件。边界条件和初始条件 合称为定解条件。目前，电磁场问题主要研 究的是没有初始条件而只有边界条件的定解 问题——边值问题。
Maxwell 2D 的边界条件和激励源
• 按照不同的求解器而添加不同的边界条件和激励 源方式，有一些是共同的
– Default Boundary Conditions 自然边界条件 纽曼条件 – 狄里克莱边界条件 – Symmetry Boundary 对称边界条件 – Balloon Boundary 气球边界条件 – Master/Slave Boundary 主从边界条件（周期性条件） – Impedance Boundary 阻抗边界条件（涡流场） – Resistance Boundary 电阻边界条件（直流电场）
气球边界条件
• 在很多模型中，需要进行散磁或较远处磁场的数 值计算，而绘制过大的求解区域则会无谓的增加 计算成本，引入无穷远边界条件是一种非常理想 的处理方法。
• Maxwell 将无穷远边界条件称之为气球边界条件， 这样在绘制求解域范围时就可以不必将求解域绘 制的过于庞大，从而减小可内存和CPU 等计算资 源的开销。
• 有限元法是将整个求解区域离散化，分割成许多 小的区域，称之为“单元”或“有限元”， 传统
的有限元法以变分原理为基础，把所要求解的微 分方程型数学模型—边值问题，首先转化为相可 以应的变分问题，及泛函求极值问题；然后利用 剖分插值，离散化变分问题为普通多元函数的极 值问题，及最终归结为一组多元的代数方程组， 解之即得待求边值问题的数值解。
固定频率正弦激励的似稳电磁场
涡流场求解器用于分析受涡流、集肤效应、邻近效应所影 响的系统。可以云图和矢量图的形式给出整个相位的磁力 线、磁通密度和磁场强度的分布、电流分布、能量密度分 布等结果
3． 瞬态场求解器(Transiant)
瞬态场求解器可方便的求解任意波形电压、电流及包括直 线和旋转运动问题，
自上而下分别为： 绘制线段 绘制曲线 绘制圆弧 绘制函数曲线 绘制矩形面 绘制椭圆面 绘制圆面 绘制正多边形面域；沿路 径扫描，插 入已有模型；绘制面、绘 制点；插入多段线等操作 选项，最后灰色的按钮是 创建域，多用来绘制求解 域等。
Maxwell 2D 的材料管理
• 材料库 • 非线性磁化曲线 • 永磁材料
• 微分方程和边界条件
• 二维有限元初步
– Step1 列出与偏微分方程边值问题等价的条件 变分问题。
– Step 2 将区域作三角形单元剖分，并在单元中， 构造出线性插值函数。
– Step 3 将能量泛函的极值问题转化为能量函数 的极值问题，建立线性代数方程组。
– Step 4 求解线性代数方程组。
• 在施加气球边界条件的边线上，磁场既不垂直边 线也不平行于边线。当所计算的模型过于磁饱和 或专门要考察模型漏磁性能时，多采• 所有的计算模型都必须保证有激励源，即 所计算的系统其能量不能为0，不同的场其
激励源形式或机理均不相同。有时甚至可以 通过实际工程的激励源形式来判断究竟该 用哪个模块来进行建模计算
ANSOFT MAXWELL
软件介绍
推荐网址
• 西莫电机论坛/ • Simwe仿真论坛/
“在调试磁场仿真的过程中，越来越深刻体 会到，要顺利完成一个仿真，必须具备两方 面的素质，其一是对软件的基本操作要非常 熟悉，比如3D模型创建，手动网格剖分， 后处理损耗和电感参数提取等；另外一个就 是对基础理论的扎实掌握，包括电机的绕组 理论，电磁场有限元理论等。前者只要通过 相关培训或教程的学习，加以必要的练习， 就可以很快上手；后者则绝非一日之功，这 对于开发一种新电机而言，尤其如此。”
电场
1． 静电场求解器（Electrostatic） 静电场求解器用于分析由直流电压源、永久极化材料、高电 压绝缘体中的电荷/电荷密度、套管、断路器及其它静态装置 所引起的静电场，可分析材料类型包括绝缘体及理想导体， 可自动计算力、转矩、电容及储能等参数。
2． 直流传导电场求解器(DC conduction) 主要用来求解由恒定电压在导体中产生的传导电流及介 电损耗问题。
——摘自Forlink 新浪博客
• 求解器的区别与选择 • 建模 • 边界条件 • 材料属性 • 激励源 • 划分网格 • 求解设置 • 后处理
Maxwell 2D 的界面环境
求解器的区别与选择
• 2D
磁场
1． 静磁场求解器（Magnetostatic） 静磁场求解器可用于分析由恒定电流源、电压源、永磁体及 外部激励引起的磁场，适用于分析激励器、传感器、电机、 永磁体等。它可以分析包括非线性和各向异性材料，可直接 计算磁场强度和电流分布，自动计算磁场力、转矩、电感和 储能。 2． 涡流场求解器(Eddy current)