Ansys Maxwell3——二维电场应用

3.1 二维静电场（Electrostatic）应用

该图中部斜线剖面部分为等效的电力电缆传输部分，材料为紫铜。而直径为Φ30 mm 的部分为电力电缆接头材料。因为电力电缆接头要包裹电缆的绝缘外表皮，所以接头的外径要大于电缆绝缘外皮尺寸。直径为Φ21mm 的绝缘部分为电缆接头外表皮。为了使电缆接头与原始的电缆外皮紧密结合，在电缆接头的绝缘材料削出了一个 15 度的倾斜角，同时也可以将绝缘外皮中的电场分布均匀化。

电压&电场强度：

Solution Data：

仅经过了一次网格加密就达到了所要的能量误差等级，满足了收敛要求。最终，网格剖分总个数为 23211 个。

get到的知识点：

1. 在柱坐标系（Cylindrical about Z）中，只需要构建XZ截面的一半即可，软件自动旋转补全；
2. 镜像（对称）操作：Edit/Duplicate/Mirror，这个操作在镜像的同时也复制了模型本身；
3. 模型求解需要一个包裹所有组件的二维区域（本例中为外围矩形区域），材料一般为真空；
4. 为了更好的区别模型各部分，一般将各部分按照材料属性进行颜色设置，并更改名称；
5. 材料电导率为0则视为不考虑材料的漏电，即良好的绝缘体（本例中为电缆外皮和接头）。

3.2 交流传导电场（AC Conduction）应用

交流传导电密&欧姆损耗：

get到的知识点：

1. 本例中电缆外皮和接头电导率由原先的 0S/m 均改为 10S/m，因此可以画出传导电密；
2. 由于求解类型是交流传导电场，所以在电压激励设置中有相位设置。

3.3 直流传导电场（DC Conduction）应用

下图给出的是将柱坐标系下的电缆接头改为 XOY 横向坐标系，其中Φ15 mm 为铜导线部分，而Φ30 mm 的剖面线部分为电缆接头处的绝缘层。

电场分布：

直流传导电密分布：

静电场模块：可以计算恒定情况下的电荷分布、电势分布，计算的是标量电位函数，其余的例如电容分布矩阵、转矩、电场储能等都可以由标量电位计算得到。

交流传导电场模块：可以计算在正弦激励源下，绝缘层内的传导电密分布，以及由此形成的损耗分布。通过标量电位可以计算得到，容抗矩阵分布等相关属性。

直流传导电场模块：可以计算在直流源激励下，绝缘层里的传导电密分布，也可以计算得到由此形成的损耗分布等。