Ansys Maxwell4——二维稳态磁场应用

静态磁场是指所有的磁场量均不随时间改变而改变。涡流磁场则是指激励随时间按正弦或者余弦规律变化，但从统计意义上来讲，它又是时间平稳的，我们通常将这样的磁场看成是准静态的电磁场，称之为谐性磁场或似稳场。

4.1 概述

所谓静态磁场是指不随时间变化的磁场，他通常包括下面几种情况：永磁体的磁场；稳恒电流产生的磁场；外加静磁场产生的磁场；匀速运动的导体（如线性感应电动机）。

对于激励源（电压或者电流）服从正弦或者余弦规律变化所产生的电磁场问题为涡流问题或者谐性问题。

4.2 永磁同步电机静磁场分析实例

三相永磁同步电动机，由定子铁心、定子绕组、永磁体磁极、转子铁心组成。电机定子内径、外径分别为 74mm 和 120mm，极数 4，定子槽数 24，电机为对称结构可以建立四分之一模型，为了更加清晰地展示整个电机模型的建立情况，本例采用整域求解。问题为求解电机的平均电磁转矩及场图分布。

get到的知识点：

1. 通过Modeler/Boolean/Unite操作，将线段合成一体；
2. 通过Modeler/Surface/Cover lines由闭合曲线创建面域；
3. 在Modeler/Boolean/Substract选区相减操作中，勾选Clone tool objects before substracting以保留被减区域；
4. 复习了非线性铁磁材料的添加方法；
5. 永磁材料的方向指定则是通过相对坐标系的设置来完成，Xcomponent为 1，则表示该永磁材料的激磁方向沿永磁磁极面域所在坐标系的 X 轴正方向上，因此，需要在全局坐标系的基础上建立相对坐标系统（Moderler/Coordinate System/Creat/Relative Cs/rotated），
   注意相对坐标系统的参考坐标系都选择为全局坐标系统 Global，之后需要给每个磁极指定对应的相对坐标系；
6. 为确定电机转子上所产升的电磁力、力矩，需要选择相应的面域（本例中包含四个磁极及转子轭部分），执行命令Maxwell 2D /Parameters/ Assign/ Force 和命令 Maxwell 2D /Parameters/ Assign/ Toque。

4.3 感应电机涡流场分析实例

三相笼型感应电动机，由定子铁心、定子绕组、转子铁心、鼠笼条和转轴组成。定转子槽配合为 36/32。

get到的知识点：

1. 电机为对称结构，建立四分之一模型，需要施加主从边界条件；
2. 给绕组添加激励时设定相角；
3. 采用不同剖分尺寸对感应电机鼠笼条、定子绕组、铁心以及外层区域进行剖分；
4. 绘制了所有鼠笼导条的焦耳损耗。