电力设备低频电磁场仿真分析解决方案
电动机的电磁场仿真与优化设计
电动机的电磁场仿真与优化设计电动机是一种将电能转换为机械能的装置，广泛应用于各个领域。
为了提高电动机的性能和效率，电磁场仿真与优化设计成为一个重要的研究方向。
本文将对电动机的电磁场仿真与优化设计进行探讨和分析。
一、电磁场仿真的重要性电磁场仿真是通过计算机模拟电动机内部的电磁场分布，以便了解电磁场的特性和性能。
通过电磁场仿真，可以准确地计算电动机的电磁参数，如电感、磁场强度和磁通量等，并通过分析这些参数来评估电动机的性能。
电磁场仿真还可以帮助设计者发现电动机设计中存在的问题，优化设计并提高电动机的效率和性能。
二、电磁场仿真的方法1. 有限元法有限元法是目前最常用的电磁场仿真方法之一。
它将电动机内部的电磁场分割成很多小的有限元，然后通过求解电磁场的方程组来计算每个有限元的电磁参数。
有限元法可以较准确地模拟电动机内部的电磁场分布，但是由于计算量大，对计算机性能要求较高。
2. 有限差分法有限差分法是另一种常用的电磁场仿真方法。
它将电动机内部的电磁场分成离散的网格点，并使用差分算法来近似计算每个网格点的电磁参数。
有限差分法计算简单，但是对网格的划分要求较高，且精度相对较低。
3. 有限体积法有限体积法是一种综合利用有限元法和有限差分法的电磁场仿真方法。
它将电磁场分割成不规则的体积单元，并利用有限差分法在每个体积单元中近似计算电磁参数。
有限体积法在计算精度和计算效率上都有一定的优势。
三、优化设计的方法电磁场仿真可以为电动机的优化设计提供重要的参考。
通过改变电动机的结构参数、材料参数和槽形参数等，可以对电动机的性能进行优化设计。
1. 结构参数优化结构参数包括电动机的大小、轴心偏移、线圈匝数等。
通过电磁场仿真，可以评估不同结构参数对电机性能的影响，并选择最优的结构参数，以提高电机的效率和性能。
2. 材料参数优化材料参数包括导电材料的电导率、磁性材料的磁导率等。
通过电磁场仿真，可以评估不同材料参数对电机性能的影响，并选择具有良好电磁性能的材料，以提高电机的效率和性能。
电磁场仿真技术在电气设备设计中的应用实践
电磁场仿真技术在电气设备设计中的应用实践电磁场仿真技术作为一种重要的计算工具，近年来在电气设备设计中得到了广泛的应用。
它不仅可以帮助工程师快速、准确地分析和评估电气设备的性能，还可以优化设计方案，提高设备的稳定性、可靠性和效率。
本文将从电磁场仿真技术的原理、模拟方法和应用实践三个方面，探讨其在电气设备设计中的应用。
一、电磁场仿真技术的原理电磁场是指电荷和电流在空间中的分布和变化所形成的物理现象。
电磁场仿真技术就是利用计算机对电磁场进行模拟，通过数值计算得出电磁场的分布、强度、方向以及场与场之间交互作用的情况。
电磁场仿真技术的原理基于麦克斯韦方程组，包括四个部分：电场方程、磁场方程、安培环路定理和法拉第感应定律。
这四个方程式描述了电磁场的本质特征，可以用于模拟电气设备内部的电磁相互作用。
二、电磁场仿真技术的模拟方法电磁场仿真技术常见的模拟方法包括有限元法、边界元法、有限差分法、时域有限差分法、频域有限元法等。
不同的模拟方法具有不同的优劣，可以根据不同的应用场景选择合适的方法。
有限元法是一种常用的电磁场计算方法，它可以处理任意形状的几何体，并且可以考虑材料的非线性和各向异性特性。
边界元法则是一种计算机辅助设计（CAD）方法，它可以快速计算几何体表面电磁场分布；有限差分法和时域有限差分法则是快速计算器中非常常见的数值计算方法，用于计算电磁场随时间和空间分布的变化。
在模拟方法选择上，可以根据需求、准确度、计算速度等因素进行综合衡量。
三、电磁场仿真技术的应用实践电磁场仿真技术的应用广泛，常见的应用场景包括电力系统、电机、变压器、发电机、电气化铁路等领域。
举几个实际的应用案例，说明电磁场仿真技术在某些复杂电气设备中的应用。
一、高压断路器的磁性仿真。
高压断路器是电力系统中的重要保护设备，断路器磁路设计的好坏对其使用寿命和可靠性有很大影响。
因此高压断路器的磁性仿真是必要的。
采用电磁场仿真技术仿真高压断路器的磁性，可以准确地评估磁路的性能，并提供相应的优化设计方案。
基于时域有限元法的电力设备电磁场仿真研究
基于时域有限元法的电力设备电磁场仿真研究电力设备电磁场是电力系统中一个重要的研究领域。
对于电力设备的电磁场分析和仿真是保障电力设备运行稳定性和安全性的关键技术。
其中，时域有限元法是一种常用的电磁场分析方法。
本文将介绍时域有限元法及其在电力设备电磁场仿真研究中的应用。
一、时域有限元法的原理时域有限元法是电磁场分析的一种数值求解方法。
其基本原理是将电磁场分布离散化为有限个网格单元，然后建立与电磁场数量关系的方程组，进而求解电场和磁场随时间的变化规律。
时域有限元法的求解过程可以概括为以下几个步骤：1. 建立模型：将电力设备进行三维建模, 分割成离散的有限元或网格单元。
2. 确定边界条件：确定各界面的电场和磁场分布情况。
3. 建立方程：使用麦克斯韦方程组，建立电场和磁场之间的关系式，进而得到时域有限元方程组。
4. 求解方程：使用数值计算方法求解时域有限元方程组，得到电场和磁场在时间上的变化规律。
二、时域有限元法在电力设备电磁场仿真中的应用时域有限元法具有精度高、求解速度快等优点，因此被广泛应用于电力设备的电磁场仿真研究中。
下面将以变压器为例，介绍时域有限元法在电力设备电磁场仿真中的应用。
变压器作为电力系统中重要的电力设备，其电磁场对于电力系统的运行稳定性和安全性有着重要影响。
常规的电磁场分析方法无法准确地描述变压器内部电磁场分布，而时域有限元法可以对变压器进行精确的电磁场分析。
变压器的电磁场可以分成三个部分：铁芯内的磁场、油介质中的电场和绕组内的电场。
时域有限元法能够有效地计算这三部分电磁场的分布情况。
在时域有限元法的仿真过程中，建立了变压器三维模型并进行离散化，确定了各界面的电场和磁场分布情况，并建立了与电磁场数量关系的方程组，在数值计算过程中进行求解，得到了电场和磁场在时间上的变化规律。
通过此方法可以获得变压器内部电磁场强度、磁通量分布和损耗分布等相关参数，从根本上解决了变压器电磁场分析的难题。
三、结论时域有限元法在电力设备电磁场分析中具有较高精度和稳定性，可以在较短时间内获得准确的电磁场分布情况。
电力设备低频电磁场仿真分析解决方案
ANSYS电力设备低频电磁场仿真分析处理方案目录一、电力设备仿真分析（CAE）的必要性 (3)二、ANSYS低频电磁场仿真分析论证 (4)2.1 ANSYS Emag软件简介 (4)2.2 ANSYS Emag在电力系统中的应用 (5)2.2.1 电场分析 (5)2.2.2 磁场分析 (6)2.2.3 耦合场分析 (7)2.3 ANSYS Emag应用案例 (7)2.3.1 电场分析 (7)2.3.1.1 电场分析应用案例——屏蔽电极电场结构优化设计 (8)2.3.1.2 电场分析应用案例——电流互感器远场边界计算 (9)2.3.2 磁场分析 (10)2.3.2.1 磁场分析应用案例——空心电流互感器磁场分析 (11)2.3.2.2 磁场分析应用案例——电流互感器输出特性计算 (11)2.3.3 电磁场-热耦合分析 (12)一、电力设备仿真分析（CAE）旳必要性伴随超高压特高压电网旳相继投运, 电力系统旳安全性以及电网旳稳定性成为电网运行中关键原因之一。
更高旳电压等级、更严格旳运行指标对大容量、高性能输配电设备提出了更高旳规定。
目前, 计算机辅助设计（CAD）技术早已在电力设备制造中成熟运用, 然而, 对产品性能进行前期计算机仿真分析（CAE）技术尚未能广泛应用。
伴随电压等级以及性能规定旳提高, 样品试验旳试验成本、试验耗时以及试验困难度（如大电流、高电压）等老式旳产品性能验证方式都对设计成功率规定更高, 老式旳反复试验指导设计旳方式已经不可行, 因此, 计算机辅助分析（CAE）旳重要性到达了空前旳高度, 计算机硬件以及软件技术旳飞速发展也使得CAE成功应用于大规模工程问题成为现实。
电力设备旳重要特性可分为电气、机械、温升以及化学等特性, 这些特性互相作用, 是一种集电、磁、构造、热、流体等于一体旳综合旳复杂旳过程。
ANSYS 企业开发提供旳系列仿真分析软件包括电磁、构造、热以及流体旳仿真分析模块, 可以很好旳应用于电力设备旳各方面性能仿真分析；其优越旳多物理场耦合功能可以分析电力设备旳整体综合性能；其优化功能可认为电力设备小型化、性能优化提供最优方案。
电磁场与电路仿真分析
电磁场与电路仿真分析一、电磁场仿真分析电磁场仿真分析是指利用计算机对物理场进行数值模拟，以便于对物理现象进行观察、预测和优化设计。
它是电磁学最常用的工具之一，广泛应用于电子、通信、医疗、航空航天和能源等领域。
电磁场仿真分析通常采用三维有限元方法、有限差分法、边界元法等。
其中，三维有限元方法是最常用的方法之一。
它可以对复杂的电磁场进行模拟，其中涉及电场、磁场和电磁波等基本物理问题。
二、电路仿真分析电路仿真分析是指利用计算机对电路进行数值模拟，以便于对电路进行观察、预测和优化设计。
它是电子学最常用的工具之一，广泛应用于电子产品的设计和制造。
电路仿真分析通常采用SPICE软件，也就是模拟电路分析程序。
它可以对电路元件进行建模，并进行模拟计算，以得出电路的各种参数。
通过仿真分析，设计者可以对电路进行快速优化，提高电路的性能、可靠性和可制造性。
三、电磁场与电路仿真分析的结合电磁场与电路仿真分析在某些领域中常常需要结合起来进行。
例如，在射频领域中，设计和测试电路需要同时考虑电路的电和磁特性以及电磁波的传播特性，这就需要进行电磁场和电路仿真的联合分析。
在进行联合分析时，需要将电磁场仿真的结果作为输入，进行电路仿真的参数选取。
在电路仿真中，需要将电路元件进行建模，并将模型参数进行计算，以得出电路的响应。
通过对电路的参数进行分析，可以得到电路的响应特性，从而对电路进行优化设计。
同时，电磁场仿真也需要考虑到电路的特性。
例如，在分析射频传输线时，需要考虑到线路的电容和电感以及信号的传播延迟等，并将这些因素纳入到电磁场仿真模型中，以便于得到更加准确的结果。
四、电磁场与电路仿真分析的应用电磁场与电路仿真分析已经广泛应用于多个领域中。
其中主要包括：1. 通信领域：电磁场与电路仿真分析在通信领域中应用广泛。
例如，在手机、移动设备和无线网络等产品的设计和测试中，都需要进行联合仿真分析，以保证产品的性能和可靠性。
2. 航空航天领域：电磁场仿真在航空航天领域中应用广泛。
电磁场仿真技术在电力系统中的应用研究
电磁场仿真技术在电力系统中的应用研究电磁场仿真技术是一种通过建立数学模型来模拟物理场景的技术。
在电力系统中，电磁场仿真技术可以用来分析电磁场的分布和电场强度，从而帮助电力系统工程师设计和优化电力系统。
本文将探讨电磁场仿真技术在电力系统中的应用研究。
一、电磁场仿真技术的应用价值在电力系统中，电力设备不可避免地会产生电磁场。
了解电磁场的分布和电场强度是电力工程师设计和优化电力系统的重要前提。
电磁场仿真技术可以帮助工程师在设计阶段快速分析电磁场的分布和电场强度，从而准确预测电磁场对电力设备的影响，并寻找最优的设计方案。
另外，电磁场仿真技术还可以在电力设备故障诊断中发挥重要作用。
当电力设备出现故障时，可以通过测量电磁场来进行故障诊断，但这种方法往往需要手动操作，不仅费时费力，而且精度也不高。
而采用电磁场仿真技术可以更加快速和准确地进行故障诊断。
二、电磁场仿真技术的原理电磁场可以由四个基本的场量来描述，即电场、磁场、电荷密度和电流密度。
电磁场仿真技术是通过建立这些量的数学模型来预测电磁场的行为。
电磁场仿真通常可以分为两个阶段：建模阶段和仿真运算阶段。
在建模阶段，需要将电力系统中各个电力设备的几何形状和电气特性转换为数学模型。
一般采用电磁场有限元模型，给出物体表面上的等效电荷和等效电流，然后用数值方法解决电磁问题。
在仿真运算阶段，使用计算机求解模型以得到电磁场的分布和电场强度等信息。
三、电磁场仿真技术在电力系统中的应用案例实际上，电磁场仿真技术已经在电力系统中广泛应用。
以下列举一些常见的应用案例。
1、变电站电磁场分析变电站的设计和运行需要考虑到电磁场对人员和设备的影响。
通过电磁场仿真技术可以分析变电站的电磁辐射水平，预测人员和设备受到的影响。
同时也可以通过优化变电站的结构和地形，减小电磁场的辐射区域，提高变电站的安全性和可靠性。
2、高压输电线路电磁场分析高压输电线路的电磁环境对周围环境和居民健康会产生一定的影响。
低频连接器电缆组件的虚拟样机和仿真分析
低频连接器电缆组件的虚拟样机和仿真分析随着科技的飞速发展，电子产品的需求量逐年增长，而对于这些产品来说，连接器电缆组件起到了至关重要的作用。
低频连接器电缆组件是电子产品中用于传输信号和电能的重要部件，因此在设计过程中如何提高可靠性、耐用性和性能变得尤为重要。
为了在产品设计阶段尽早发现问题并提供解决方案，虚拟样机和仿真分析成为了不可或缺的工具。
通过虚拟样机和仿真分析，我们可以在实际样机制造之前对产品进行全面的测试和评估，以便提前发现潜在问题并进行相应的优化。
首先，虚拟样机的制作是提前测试产品性能的重要一步。
虚拟样机是基于计算机模型建立的虚拟产品样本。
通过对连接器电缆组件的三维建模，可以准确还原实际产品的形状和结构。
虚拟样机的优势在于可以在模拟环境中进行各种测试和分析，大大减少了试错成本和时间。
在创建虚拟样机后，接下来的关键步骤是进行仿真分析。
仿真分析可以模拟和评估连接器电缆组件在各种工作条件下的性能和可靠性。
通过对电缆组件的电磁性能、机械性能以及热性能等进行全面的仿真分析，可以提供宝贵的性能数据和工作条件下的可靠性评估。
在进行虚拟样机和仿真分析时，需要考虑以下几个关键要素。
首先，精确的材料参数是进行仿真分析的基础。
连接器电缆组件所使用的材料对产品的性能和可靠性具有重要影响，因此需要准确输入材料参数以进行精确的仿真分析。
其次，仿真模型的准确性也至关重要。
通过精确建模和温度、压力等参数的设定，可以更真实地模拟产品在不同工况下的工作性能。
通过对接触电阻、接触力、传输损耗等关键参数的仿真分析，可以更好地了解产品的综合性能。
此外，在进行虚拟样机和仿真分析时需要综合考虑多种因素。
例如，电磁兼容性对连接器电缆组件的性能影响较大，因此需要在仿真分析中考虑并解决相关问题。
此外，可靠性分析也是重要的一环，通过对产品的可靠性进行仿真评估，可以及早发现潜在故障并采取相应措施。
虚拟样机和仿真分析的好处不仅在于提前发现问题并提供优化方案，还可以大大节省产品设计和测试的时间和成本。
成套电器设备中电磁场仿真与电磁干扰控制
成套电器设备中电磁场仿真与电磁干扰控制在现代社会中，成套电器设备已经成为了现代生活的必需品。
然而，随着科技的不断进步，电磁场对于人类的生活和健康产生了越来越大的影响。
因此，对于成套电器设备中的电磁场进行仿真和控制显得尤为重要。
一、电磁场仿真电磁场仿真是通过运用计算机技术对成套电器设备中的电磁场进行模拟与计算的过程。
通过电磁场仿真可以帮助我们深入了解电磁场的分布情况，预测电磁场对周围环境的影响，从而提前采取相应的控制措施。
目前，电磁场仿真技术发展迅速，主要采用有限元法、有限差分法和无限辐射法等方法进行计算。
这些方法能够准确地计算出电磁场的强度、分布情况以及可能造成的干扰情况，为我们提供了全面的信息。
二、电磁干扰控制电磁干扰是指由电磁场引起的对其他电子设备正常工作的干扰。
在成套电器设备中，电磁干扰可能会导致设备性能下降、工作不稳定甚至故障等问题。
因此，我们需要采取一些措施来控制电磁干扰，确保设备的正常运行。
1. 在设计成套电器设备时，应尽量减少电磁场产生的强度。
可以通过合理的电源设计、电路布局以及电磁屏蔽等手段来降低电磁辐射。
2. 对于已经存在电磁干扰的设备，可以采用滤波器、隔离器等装置来抑制电磁干扰信号，保证其他设备的正常工作。
3. 在设备运行过程中，应及时监测电磁场的强度，并根据实际情况进行调整和控制。
通过远离敏感设备、合理布置电源线路等方式，降低电磁场对周围设备的干扰。
4. 做好设备之间的隔离工作，确保设备之间的电磁干扰不会相互干扰，从而提高整个成套设备的稳定性和可靠性。
5. 定期进行设备维护和检测，及时发现和修复可能出现的电磁干扰问题，保证设备的正常运行。
综上所述，成套电器设备中电磁场仿真与电磁干扰控制是非常重要的。
通过电磁场仿真可以帮助我们深入了解电磁场的分布情况，预测电磁场对周围环境的影响，并提前采取相应的控制措施。
通过采取一系列的控制措施，我们可以有效地减少电磁干扰，保证成套电器设备的正常运行，提高设备的稳定性和可靠性。
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ANSYS电力设备低频电磁场仿真分析解决方案目录一、电力设备仿真分析（CAE）的必要性 (3)二、ANSYS低频电磁场仿真分析论证 (3)2.1 ANSYS Emag软件简介 (3)2.2 ANSYS Emag在电力系统中的应用 (4)2.2.1 电场分析 (4)2.2.2 磁场分析 (5)2.2.3 耦合场分析 (5)2.3 ANSYS Emag应用案例 (6)2.3.1 电场分析 (6)2.3.1.1 电场分析应用案例——屏蔽电极电场结构优化设计 (6)2.3.1.2 电场分析应用案例——电流互感器远场边界计算 (7)2.3.2 磁场分析 (8)2.3.2.1 磁场分析应用案例——空心电流互感器磁场分析 (8)2.3.2.2 磁场分析应用案例——电流互感器输出特性计算 (9)2.3.3 电磁场-热耦合分析 (10)一、电力设备仿真分析（CAE）的必要性随着超高压特高压电网的相继投运，电力系统的安全性以及电网的稳定性成为电网运行中关键因素之一。
更高的电压等级、更严格的运行指标对大容量、高性能输配电设备提出了更高的要求。
当前，计算机辅助设计（CAD）技术早已在电力设备制造中成熟运用，然而，对产品性能进行前期计算机仿真分析（CAE）技术还未能广泛应用。
随着电压等级以及性能要求的提高，样品试验的试验成本、试验耗时以及试验困难度（如大电流、高电压）等传统的产品性能验证方式都对设计成功率要求更高，传统的反复试验指导设计的方式已经不可行，因此，计算机辅助分析（CAE）的重要性达到了空前的高度，计算机硬件以及软件技术的飞速发展也使得CAE 成功应用于大规模工程问题成为现实。
电力设备的主要特性可分为电气、机械、温升以及化学等特性，这些特性相互作用，是一个集电、磁、结构、热、流体等于一体的综合的复杂的过程。
ANSYS 公司开发提供的系列仿真分析软件包含电磁、结构、热以及流体的仿真分析模块，可以很好的应用于电力设备的各方面性能仿真分析；其优越的多物理场耦合功能能够分析电力设备的整体综合性能；其优化功能能够为电力设备小型化、性能优化提供最优方案。
二、ANSYS低频电磁场仿真分析论证2.1 ANSYS Emag软件简介ANSYS Emag是ANSYS产品家族中专用的低频电磁场仿真分析模块，秉承了ANSYS家族产品的整体优势，历经超过25年的开发与应用，成为ANSYS家族产品中不可或缺的一员。
ANSYS Emag提供了完备的低频电磁场分析功能，包括静态电场、静态磁场、直流传导场、低频电场（时谐和瞬态）、以及低频磁场（时谐和瞬态）分析功能，覆盖了几乎所有工程低频电磁问题的分析类型；ANSYS Emag提供的场路耦合功能能够方便直观的将电路模型与电磁场有限元模型直接相连，进行更精确、更系统的电气电磁特性分析，广泛应用与各种机电产品、电磁设备以及电气电力设备的研发和设计。
ANSYS Emag与ANSYS的另外两大分析模块——结构分析模块ANSYS Mechanical和流体分析模块ANSYS CFD之间能够实现分析数据的无缝链接，实现高效完整的电磁-热-流体-结构等多物理场分析功能。
2.2 ANSYS Emag在电力系统中的应用电力系统一次侧设备（如：变压器、断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器和电力电缆等）直接与发电机、母线和传输线等高电压大电流元件相连，电气设备长期处于此类环境中，为保证运行的可靠性，需对一次侧设备进行试验，以确定设备的各项性能。
大量的重复性试验不仅增加设备成本，同时也对设备的制造周期有很大影响。
最重要的是，设备正常运行时其周围的电磁环境较复杂，试验不能完全模拟实际运行情况，这给电网的安全工作带来一定隐患。
ANSYS Emag电磁仿真软件应用长期以来被普遍证明准确的麦克斯韦方程组作为计算依据，通过设定各种载荷与边界条件，模拟复杂电磁环境中运行的电气设备，有助于及时发现长期运行设备中的隐患并排除，保证电网的安全工作。
2.2.1 电场分析ANSYS Emag电场分析模块主要分为静电场与传导电流场计算。
静电场主要用于计算电压作用下绝缘设备的电场数值分布，例如变压器、断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、电抗器、电容器。
静电场分为稳态与时谐计算。
稳态静电场采用麦克斯韦方程组，通过电位（V），电场强度（E）与电位移矢量（D）之间的相互关系，考虑电介质在外电场下的极化作用，最终求取绝缘设备表面的电场强度数值与分布。
该分析可以指导电力设备的设计与安装，防止因电场集中导致的闪络，局部放电与击穿现象的发生。
时谐电场可以考虑介电材料在交变电压作用下产生的介电损耗，该损耗通过后续温度计算可以得出绝缘材料整体的温度分布，为评估绝缘老化提供了良好的参考依据。
传导电流场主要计算由导线中的电流引起的周围绝缘设备内部的电场分布。
传导电流场分为稳态，时谐和瞬态三种。
稳态传导电流场计算时只考虑导线内稳定流动的电流对绝缘设备电场分布的影响。
而时谐与瞬态传导电流场，在稳态的基础上还考虑电位移矢量（D）随时间变化对周围电场强度的影响效果。
该方法主要用于具有电流作用的电力设备电场分析，例如输变电系统中的母线、汇流排和传输线等。
此外，ANSYS Emag电场分析可以计算多导体系统的分布电容以及分布电导矩阵参数，软件提供的远场单元和Trefftz方法可以用于处理2D/3D电场分析中的开域问题，从而获得更精确的求解结果。
2.2.2 磁场分析ANSYS Emag磁场分析包括2D/3D静磁场、低频磁场（时谐和瞬态）以及电磁场-电路耦合分析功能，用于分析由永磁体、交直流或任意时变电流/电压以及外部电源电路所产生的恒定或时变磁场特性，主要应用于电机、变压器、永磁设备、电磁感应装置等的稳态和动态磁场特性分析和参数计算。
ANSYS Emag磁场分析功能提供包括磁矢位法、磁标位法和棱边单元法在内的三种磁场分析方法，包含绞线圈和块导体两种导体类型，可以方便的定义各向同性、各向异性线性或非线性磁性材料属性；软件自动考虑块导体中的集肤效应，计算涡流及其损耗，计算所得电阻损耗和涡流损耗可应用于后续的热分析，进而分析设备的温升特性；ANSYS Emag的场路耦合分析功能方便直观的将有限元分析模型与离散电路分析模型直接相连，分析设备在外部电源电路或外接负载电路下的系统性能。
2.2.3 耦合场分析ANSYS Emag与ANSYS Mechanical耦合可用于分析设备中由于电流发热或电磁感应生热（电阻损耗和涡流损耗）所引起的结构温升，与ANSYS CFD耦合可用于设备的传热和散热分析，可考虑电磁材料属性随温度的变化特性，所得温度结果可进一步用于热应力形变分析。
例如汇流排通过大电流所产生的热可以传递到ANSYS Mechanical中进行热应力分析，观察汇流排形变；电力变压器涡流损耗和线圈电阻损耗产生的热量；绝缘材料温度升高后对其绝缘性能的影响等；2.3 ANSYS Emag应用案例2.3.1 电场分析采用电场分析模块进行静电场与传导电流场的计算。
激励主要为电位和电流，后处理中主要关注电场，电位的数值以及分布规律。
（a）分析模型（b）均压环表面电场分布高压输电线试验线路电场分析（a）分析模型（b）电位分布（c）导体表面电场分布（d）壳体表面电场分布高压开关柜电场分析2.3.1.1 电场分析应用案例——屏蔽电极电场结构优化设计高电压设备中，电极外形轮廓对其表面及周围的电位和电场分布影响极大，要使得电极表面不产生电晕放电乃至介质不会被击穿，需要对电极的结构形状进行优化设计。
（a）不考虑屏蔽结构时的电场分布（b）锥形屏蔽结构时的电场分布（c）半圆形屏蔽结构时的电场分布（d）半圆形屏蔽结构时的等电位线分布高压开关屏蔽电极结构形状优化分析2.3.1.2 电场分析应用案例——电流互感器远场边界计算在进行电场计算时，一般对计算边界采用人工截断的方法，即人为的将计算边界设置为0电位。
而对于日益发展的高压以及特高压电力设备计算时，如果采用人工截断边界的方法，0电位边界将要设置在距离电力设备很远处。
这样会导致空气网格大幅度增加，计算效率下降。
若将0电位边界设置在距离电力设备较近的区域内，计算结果显然是不正确的。
ANSYS Emag电场计算模块提出了一种应用远场单元来模拟无穷远边界的方法。
该方法不受计算区域大小的限制，只需要将远场单元设置为边界即认为该边界的0电位在无穷远处。
该方法不仅减少计算机开销，更能准确分析高电压和超高电压下电力设备的电场电位分布。
（a）电流互感器模型三维模型（b）电流互感器与空气电位分布电流互感器2.3.2 磁场分析磁场分析激励主要为电流密度，电流和电位。
后处理关心的数据为磁通密度，磁场强度，输出电流和电感等数据。
（a）分析模型（b）磁通密度分布（c）电流密度分布（含涡流）铁芯交流磁场分析2.3.2.1 磁场分析应用案例——空心电流互感器磁场分析（a）分析模型（b）副边线圈电流密度分布（c）磁通密度分布（d）副边线圈空间磁密分布空心电流互感器交流磁场分析2.3.2.2 磁场分析应用案例——电流互感器输出特性计算电流互感器在电网中起到检测线路电流，防止产生电流过大而产生危害的作用。
电流互感器要求可以准确输出经过数倍缩小后的线路电流值。
（a）电流互感器模型三维网格模型（b）电流互感器模型三维模型（c）电流互感器磁密分布图（d）实际测量输出电流与仿真对比电流互感器输出特性计算从上述仿真分析中可以看出，在保证模型、材料属性和载荷正确的情况下，ANSYS Emag仿真出的电流互感器二次侧电流值与实际测量值差别很小，验证了Emag的准确性。
2.3.3 电磁场-热耦合分析耦合场分析以电磁计算的结果为输入量，例如焦耳热，电磁力等，传递到ANSYS Mechanical和CFD中进行结构与流体的计算。
真空开关电磁场-热分析2.3.3.1 电磁场-热耦合分析应用案例——三相交流母线温升分析（a）几何模型（b）分析模型（c）壳体磁通密度分布（d）壳体涡流密度分布（e）母线表面温度分布（f）壳体表面温度分布三相交流母线电磁场-热分析（Emag + Mechanical）PERA ANSYS（ANSYS软件）。