ansoft建模步骤
硕士研究生Ansoft课件
Electromagnetic Analysis
Analytical Techniques
Numerical Techniques
Integral Equations
Differential Equations
Boundary Element
Finite Difference
Finite Element
（3）支撑软件 有限元分析及前后处理程序包 优化程序包 几何造型软件
设计绘图系统和绘图软件包
常用CAD软件
三、电机设计时通常的给定数据
额定功率PN、额定电压UN、相数、连接方法、频率、同步转速、 cos
四、电机的性能指标
启动电流倍数、启动转矩倍数、最大转矩倍数、过载能力、效
率、cos
不同的电磁场分析方法
§7 求解
一、稳态解
二、瞬态解
§8 求解结果后处理
一、图形后处理
二、数据后处理
稳态场求解
只能求解电机在恒定电流作用下某瞬时的磁场 分布、电磁力、电磁转矩、电机参数
电机磁场分布图、磁通密度波形等
定子绕组 轴
定子铁心
永久磁极 机壳
图2 4相14极电机结构图
气 隙 磁 密 B
机械角度（0）
图6 空载时气隙磁密绝对值沿圆周分布
Slover:
二、确定求解坐标平面
§2 建立模型
一、画出电机的结构模型
定子
二、对电机中相同的部分进行分类 定子绕组 转子各部分材料
§4 给电机施加边界条件和激励
一、加边界条件
二、加激励 1、加电流激励
稳态计算、参数计算时均加电流激励
Scalar Potential
Vector Potential
ansoft-maxwell-入门及相关基础操作
第四个Remove Material(s)按钮是将选中的 材料从材料库中删除； 第五个Expert to Library 按钮是将选中的材 料导入到用户个人材料库中，方便用户管 理其常用的材料库。
3 材料管理（material）
3 材料管理 （material）
第一栏：Relative Permeability 是相对磁导率项，默认的是Simple 即各向 同性且导磁性能为线性，其默认数值为1。第一项为Simple 即各向同性其 线性；第二项为Anisotropic 各向异性，当选择完该项后，会在Relative Permeability 项下出现T(1，1)，T(2，2)和T(3，3)这三个参数描述的是材 料的三个轴向；第三个选项是Nonlinear 非线性选项，选择该选项后即可设 置材料导磁性能的非线性，即常用的BH 曲线。
当Const 常数等于0 时，描述的是磁力线平行于所给定的边 界线，这在仿真理想磁绝缘情况时特别有用。
4 边界条件（Boundary）
2 Symmetry Boundary 对称边界条件 如果计算的模型具有对称性，则可以通过使用对称边界条件来达
到缩小计算模型区域的目的。在对称边界条件中又分为奇对称边界 条件和偶对称边界条件。
3 材料管理 （material）
相对磁导率栏后是Bulk Conductivity 电导率栏，默认的电导率单位 是S/m，对于新加入的材料该项数值为2000000。
Composition 项是设置材料构成，默认的是Solid 即是由实心材料组成，鼠 标左键单击Solid 字符可以看到在弹出的下拉菜单中还有一个选项是 Lamination 项，该选项所表示的是叠片形式，例如变压器铁心，正是由一片 片的硅钢片叠压而成，因为需要添加的新材料是各向异性的硅钢片，所以在材 料构成上需要选择Lamination 项。在选择了叠片形式项后，会在Composition 项下新出现两个设置项，第一个是Stacking Factor 叠压系数项，可将其设置 为0.97，第二个是Stacking Direction 叠压方向，在此认为Z 轴为叠压方向， 所以将其选择为V(3)。整个设置完毕后如下图所示。
02.HFSS10基础培训教程
HFSS v9.2 & v10.0中文基础培训教程更多... h ttp://目录0. HFSS基础0.0Ansoft HFSS桌面0.1打开设计0.2设置模型类型1. HFSS参数建模1.1 HFSS边界条件定义与设置1.2 HFSS激励端口定义与设置2. HFSS分析设置3. HFSS数据处理4.HFSS求解过程及设置4.1 HFSS格剖分操作注：该教程将讨论Ansoft HFSS 应用中遇到的一些基本概念和术语z什么是HFSS？HFSS是一种充分利用我们熟知的windows界面对任意3D设备建模并进行高性能的全波电磁场仿真软件。
它集可视化、实体建模、自动控制于一体，可以快速、精确的求解你的3D电磁问题，是一种易于学习的开发设计环境。
Ansoft HFSS 使用了有限元算法（FEM）、自适应网格剖分以及卓越的图形显示，方便查看你所有的3D电磁问题。
HFSS可以计算S参数、谐振频率以及相应的场等问题。
其典型应用范围如下：1.封装建模– BGA, QFP, Flip-Chip倒装晶片2.印刷电路板建模– 能量/接地面, 栅格接地,底板3.硅/砷化镓– 螺旋感应器, 变压器4.电磁兼容/电磁干扰–屏蔽罩, 耦合, 近场或远场辐射5.天线/移动通信–贴片天线、偶极子天线、喇叭天线、手机共形天线、矩形螺旋线、SAR无限阵列, RCS雷达反射截面、FSS频率选择表面6.连接器– 同轴, SFP/XFP, 底板, 过渡7.波导–滤波器、谐振器、过渡、耦合器8.滤波器– 腔体滤波器、微带滤波器、介质滤波器HFSS是基于四面体网格单元的交互式仿真系统，它可以处理任意3D几何模型，特别是那些复杂曲线或复杂形状的物体的求解问题，且局部问题可以使用其他技术处理。
HFSS是一种高频结构仿真软件，Ansoft 开发者发展了对电磁仿真问题的有限元法的使用并实现了诸如切向矢量有限元法、自适应网格剖分、ALPS技术。
Ansoftmaxwell基本操作介绍四
2) Slwave：解决高速开关所产生的谐振、电源反弹、同步开 关噪声、反射及线间耦合与板间耦合等问题。
3) TPA：Turbo Package Analyzer（TPA） 全自动封装仿真软 件。TPA 自动产生精确的、随频率变化的任意导线和任意耦合 线的RLC 值及整板电路模型。
二、如何学软件？
2) Designer：第一个将高频电路系统、版图和电磁场 仿真工具无缝地集成到同一个环境的设计工具。
3) Nexxim：针对射频/数模混合集成电路以及高性 能信号完整性等领域应用领域的新一代产品。
一、Ansoft 产品简介 2、低频系统仿真
1) Simplorer：一个功能强大的跨学科多领域的高性能系统仿 真软件，适合于进行电机、电力电子装置及系统、交直流传动、 电源、电力系统、汽车、航空航天及军事装备仿真。
§5 确定求解量
Maxwell 3D> Parameters > Assign >
计算参数
Force，力（虚位移法） Torque，转矩 Matrix，矩阵参数（对于静电场问题：部分电容参数矩阵）
§6 确定求解条件
Maxwell 3D> Analysis Setup > Add Solution Setup 最大迭代循环时间：10us
2、看手册、找教材
二、如何学软件？
ANSOFT软件文档资料
22.Ansoft HFSS在天线设计中的应用.pdf Ansoft HFSS在天线设计中的应用
23.Ansoft与Workbench协同仿真实现双向耦合的方法
24.Ansoft Designer 关于微波滤波器设计和制作实例 Ansoft Designer 关于微波滤波器设计和制作实例
25.ANSOFT PExprt用于交错并联DC-DC集成变压器设计 ANSOFT PExprt用于交错并联DC-DC集成变压器设计
26.用Ansoft高频结构仿真软件进行天线设计和验证.pdf 用Ansoft高频结构仿真软件进行天线设计和验证
27.ANSOFT视频培训_调速永磁同步磁路法设计.zip
28.Ansoft_HFSS教程大全.rar 其中包括多个ansoft HFSS高级培训、前后处理、软件介绍与实例操作等中文 教程。
真空器件，研究目标特性和系统/部件的电磁兼容/电磁干扰特性，从而降低 设计成本，减少设计周期，增强竞争力。
33.基于Ansoft的超级电容器的研究与仿真.pdf 超级电容器(Ultra capamtor)是近期发展起来的一种新型储能元件．针对超 级电容在混合动力汽车起动发电系统的应用．介绍了超级电容的结构和模型 ，通过Ansoft—maxwell 2D的瞬态起动和发电仿真再次验证了超级电容农汽
2.ANSOFT HFSS高级培训班教材(西电谢拥军).pdf Ansoft HFSS软件是应用有限元方法的原理来编制的，深入的了解有限元方法 的理论基础，及其在电磁场与微波技术领域的应用原理，对于我们灵活、准 确地使用Ansoft HFSS软件来解决实际工程问题能够提供帮助。这一部分教材
的内容就是在结合Ansoft HFSS软件中涉及到的有限元技术，力争在最小的篇
Ansoft-HFSS-软件原理及应用
Ansoft HFSS 软件的基本原理及应用一、简介（Brief Introduction）Ansoft HFSS （全称High Frequency Structure Simulator, 高频结构仿真器）是Ansoft公司推出的基于电磁场有限元方法（FEM）的分析微波工程问题的三维电磁仿真软件，可以对任意的三维模型进行全波分析求解，先进的材料类型，边界条件及求解技术，使其以无以伦比的仿真精度和可靠性，快捷的仿真速度，方便易用的操作界面，稳定成熟的自适应网格剖分技术使其成为高频结构设计的首选工具和行业标准，已经广泛地应用于航空、航天、电子、半导体、计算机、通信等多个领域，帮助工程师们高效地设计各种高频结构，包括：射频和微波部件、天线和天线阵及天线罩，高速互连结构、电真空器件，研究目标特性和系统/部件的电磁兼容/电磁干扰特性，从而降低设计成本，减少设计周期，增强竞争力。
Ansoft HFSS的应用领域：天线1. 面天线：贴片天线、喇叭天线、螺旋天线2. 波导：圆形/矩形波导、喇叭、波导缝隙天线3. 线天线：偶极子天线、螺旋线天线4. 天线阵列：有限阵列天线阵、频率选择表面（FSS）、5. 雷达散射截面（RCS）微波1. 滤波器：腔体滤波器、微带滤波器、介质滤波器2. EMC（Electromagnetic Compatibility）/EMI（Electromagnetic Intergerence ）：屏蔽罩、近场－远场辐射3. 连接器：同轴连接器\底板、过渡4. 波导：波导滤波器、波导谐振器、波导连接器5. Silicon/GaAs：螺旋电感器、变压器通过HFSS可以获取的信息：1．矩阵数据：S、Y、Z参数和VSWR（匹配）2．相关的场：2D/3D近场－远场图电场、磁场、电流（体/面电流）、功率、SAR辐射3．某空间内的场求解求解类型：Full-wave求解原理：3D有限元法（FEM）网格类型：等角的网格单元：正四面体网格剖分形式：自适应网格(Adaptive Meshing)4．激励：端口求解求解原理：2D-FEM形式：自适应网格（边界条件）HFSS软件的求解原理总体来说，HFSS软件将所要求解的微波问题等效为计算N端口网络的S 矩阵，具体步骤如下：●将结构划分为有限元网格（自适应网格剖分）●在每一个激励端口处计算与端口具有相同截面的传输线所支持的模式●假设每次激励一个模式，计算结构内全部电磁场模式●由得到的反射量和传输量计算广义S矩阵图1 求解流程图自适应网格剖分是在误差大的区域内对网格多次迭代细化的求解过程，利用网格剖分结果来计算在求解频率激励下存在于结构内部的电磁场。
Ansoft软件开放使用说明
Ansoft软件开放使用说明Ansoft公司系列软件包含Maxwell 2D、Maxwell 3D、RMxprt、PExprt、Simplorer等模块，适用于电磁、机电与温度场的分析，并广泛的运用于电力电子、电气传动、航空航天、汽车与控制等多领域的仿真。
学院巨资购入该软件后，为广大研究生提供更多的使用机会，现公布具体使用方法。
一．软件使用方式1．联网使用本机需要安装相关程序，启动软件向远程主机申请使用权限，按照优先级、使用人数限制等具体情况取得使用权。
2．使用大型服务器进行计算直接在新购入的sun服务器上建模与运算，需要使用指定的软件上传和下载模型与数据文件。
二．申请方式1．由于目前Ansoft软件允许同时使用的人数有限，为保证资源的合理利用，各研究生导师允许一台电脑申请连接主机，由于该软件对电脑配置要求较高，建议各个实验室自行合理选择电脑，2．请将使用者姓名、导师姓名、使用者联系方式、电脑IP与Physical Address地址发送到赵荣祥老师的邮箱rongxiang@。
3．在对申请信息进行处理后，将会提供软件光盘给各个实验室，并予以安装指导。
4．原则上软件使用时段限定为8:00-18:00，如有特殊要求需通过导师特别申请。
5．Sun服务器的使用需要提前5天预约，请提前写好申请表（从网上下载），向赵荣祥老师申请rongxiang@。
三．注意事项1．目前同一时间，Ansoft系列软件各模块允许若干台电脑进行建模工作，但单一模块允许一台电脑进行求解，如果遇到无法获得使用权限或无法求解的情况，如无技术原因，请耐心等待。
2．请使用完软件的同学及时关闭软件使用许可，为其他同学节约资源，如果获得使用权限而处于闲置状态,一经发现取消其使用权限。
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。”
手把手教您 Ansoft Maxwell 工程仿真实例
设置磁体的磁化方向（X,Y,Z）>（1,0,0）（磁体沿x轴正方向磁化）
/ / 创建激励电流加载面（Create Section） Select Coil Modeler > Surface > Section Modeler > Boolean > Separate Bodies（分离两Section面） 删除1个截面 Select 1个截面，Del 将剩下的1个截面重命名为“Section1”
电容器中电场分布的边缘效应
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2.设置激励（Assign Excitation） 选中上极板UpPlate, Maxwell 3D> Excitations > Assign（计划，分配） >Voltage > 5V 选中下极板DownPlate, Maxwell 3D> Excitations > Assign >Voltage > 0V 3.设置计算参数（Assign Executive Parameter） Maxwell 3D > Parameters > Assign > Matrix （矩阵）> Voltage1, Voltage2 4.设置自适应计算参数（Create Analysis Setup） Maxwell 3D > Analysis Setup > Add Solution Setup 最大迭代次数： Maximum number of passes > 10 误差要求： Percent Error > 1% 每次迭代加密剖分单元比例： Refinement per Pass > 50% 5. Check & Run 6. 查看结果 Maxwell 3D > Reselts > Solution data > Matrix 电容值：31.543pF
基于Ansoft的永磁交流伺服电动机转矩波动分析
永磁电机专题2008年第4期 15基于Ansoft 的永磁交流 伺服电动机转矩波动分析黄 越 唐任远 韩雪岩（沈阳工业大学特种电机研究所，沈阳 110023）摘要 永磁交流伺服电动机的转矩波动直接影响系统的控制精度，是最为关注的伺服性能指标之一。
本文基于Ansoft 公司的Maxswell 2D 的仿真环境，建立了永磁交流伺服电动机的系统仿真模型。
在所建立的模型基础上，对电机参数的改变对转矩波动的影响进行了仿真研究，仿真结果与实验结果基本一致，为电机的优化设计提供了依据。
关键词：永磁交流伺服电动机；转矩波动；AnsoftTorque Ripple Analysis of Permanent-magnetAC Servo Motor Base on AnsoftHuang Yue Tang Renyuan Han Xueyan（Shenyang University of Technology Research Institute of Special Electric Machines, Shenyang 110023）Abstract Torque ripple of permanent-magnet AC servo motor directly influences system control accuracy, is one of the most attention performance index .This paper establish the modeling of permanent-magnet AC servo motor using Maxwell 2D of Ansoft corporation. According to the change of the motor parameters, the torque ripple is analyzed based on the model .Compared with experiment data , the simulation results are uniform, and it offer optimized method.Key words ：AC servo motor ；torque ripple ；Ansoft1 引言转矩波动是各类伺服控制系统中最关注的伺服性能指标之一，它是指电机在输出转矩围绕预期给定值而出现的转矩偏差。