ANSYS Maxwell 能力
低頻電磁場模擬
ANSYS Maxwell 是一款頂尖的低頻電磁場模擬解決方案，使用高度精確的有限元方法來解算靜態、頻域和時變電磁場和電場。Maxwell 為您的電磁和機電設備提供了完整的設計流程，納入各種類型的解決方案。ANSYS Maxwell 附帶的解算器：
磁性瞬態 — 非線性分析：
剛體運動—旋轉、平移、非柱形旋轉
外部電路耦合
永磁退磁分析
磁芯損耗計算
包括依賴二維和三維制造工藝的層疊建模
依賴永磁體退磁的不可逆溫度
磁矢量遲滯
二維╱三維的磁阻建模
交流電磁 — 分析受趨膚╱鄰近效應、渦流╱位移電流影響的設備
靜磁 —生成自動等效電路模型的非線性分析
電場 — 生成自動等效電路模型的瞬態、靜電╱電流分析
自適應網格生成
Maxwell 的一個關鍵優點是其自適應網格生成技術，您只需指定幾何形狀、材料屬性和期望的輸出，即可獲得準確的解決方案。網格生成過程使用高度穩健的體積網格生成技術，并且包括多線程功能，減少了內存使用量，并縮短求解時間。這種成熟的技術消除了構建和精細化有限元網格的復雜性，并使高級數值分析適用于貴組織的所有自適應網格生成 級別。
高性能計算
將 ANSYS Electronics HPC 許可證加入 Maxwell，開創了一個更大、更快且更精確的模擬世界。ANSYS 遠遠不止是簡單的硬件加速，還提供開創性的數值解算器和 HPC 方法。這些方法針對單個多使用時間分解法的感應機分析的高速模擬性能核機器進行了優化，并且可以擴展，以便充分利用整個集群的優勢。
時域分解法
時域分解法為電動機、平面磁性元件和電力變壓器所需的全瞬態電磁場模擬提供計算能力和速度。這項專利待審技術使您能夠同時而不必依次解決所有時間步驟，同時在多個內核、聯網計算機和計算集群上分布時間步。結果帶來模擬能力和速度的顯著提高。
多線程
利用單臺計算機上的多個內核，縮短解算時間。多線程技術加快了初始網格生成、直接和迭代矩陣求解，以及場復原。
譜分解法
大多數電磁仿真都要求提供 RLC 參數、扭矩和損耗等結果。譜分解在計算內核上分配多頻的解，從而加速頻率掃描。您可以將這一方法與多線程結合使用。多線程加速提高每個單獨頻率點的提取，而頻譜分解并行執行許多頻率點。
使用時間分解法的感應機分析的高速模擬性能
多域系統建模
Simplorer 是一個強大的平臺，可為系統級數字原型建模并進行仿真和分析，集成了 ANSYS Maxwell、ANSYS HFSS、ANSYS SIwave 和 ANSYS Q3D Extractor。Simplorer 支持您驗證和優化軟件控制型多域系統的性能。Simplorer 具有靈活的建模功能，并與 ANSYS 3D 物理仿真緊密集成，廣泛支持裝配和仿真系統級物理模型，幫助您進行概念設計、詳細分析和系統驗證。Simplorer 適用于電力驅動系統設計、發電、電力轉換、蓄電和配電應用以及 EMI/EMC 研究和通用多域系統優化與驗證。
功能：
電路仿真
框圖仿真
狀態機仿真
VHDL-AMS 仿真多域系統集成化圖形建模環境
電源電子設備和模塊表征
與 MathWorks Simulink 協同仿真
模型庫：
模擬和電源電子產品組件
控制模塊和傳感器
機械組件
液壓組件
數字和邏輯模塊
應用特定庫：
航空電子網絡
電動車輛
電力系統
特色制造商組件
降階建模
多物理場
Maxwell 的電磁場解算器通過 ANSYS Workbench 連接到完整的 ANSYS 工程組合。通過將電磁場解與其他解算器耦合，您可以檢查耦合物理現象，實現最高保真解決方案，從而消除可靠性問題，并設計安全有效的產品。ANSYS 平臺管理物理解決方案之間的數據傳輸，并處理求解器交互，因此您可以輕松地設置和分析復雜的耦合物理行為，例如：
電磁結構，帶有變形網格反饋電動機散熱系統設計：路徑、靜態壓力和溫度分布 電磁結構，帶有磁特性的應力和應變反饋
電磁-流體
電磁-結構-流體
電磁-結構動力學-聲學
電動機散熱系統設計：帶有功率損耗輸入（基于 Maxwell 解決方案）的路徑、靜態壓力和溫度分布（基于 CFD 解決方案）
專業設計界面
Maxwell 為電機和功率轉換器提供了兩個專門的設計界面。
RMxprt ——旋轉電機
RMxprt 計算機器性能、進行初始尺寸決策，并在幾秒鐘內執行數百個“假設”分析。除了提供經典的電機性能計算外，RMxprt 還自動生成幾何形狀、運動和機械設置、材料屬性、磁芯損耗、繞組和源設置，以便在 Maxwell 中進行詳細的有限元分析。此外，RMxprt 自動生成幾何形狀、相應的材料屬性分配、邊界和勵磁條件，以便在 ANSYS Icepak 中使用 CFD 進行詳細的電子元件散熱模擬。
PExprt ——電子變壓器和電感器
PExprt 基于模板的變壓器和電感器接口可以根據電壓波形或轉換器輸入，自動創建設計。自動設計過程考慮了磁芯形狀、尺寸、材料、間隙、線材類型和量規的所有組合，以及纏繞策略，旨在優化磁性設計。PExprt 創建了Maxwell 模型，以便基于有限元分析評估磁性能。這使您能夠評估磁芯中的磁通密度和繞組中的電流密度分布等量值。
基于模板的解決方案，自動生成 Maxwell 模型，用于電機設計分析
基于模板的解決方案，創建 Maxwell 模型，用于電子變壓器和平面磁性配置
優化和參數建模
參數化和優化是模擬驅動型產品開發的關鍵驅動因素。參數分析讓您透徹理解基于設計變量的設計空間，以便做出更好的工程決策。優化算法讓軟件能夠自動找到更好的設計。Maxwell 提供的參數化和優化功能包括：
參數分析
用戶指定的參數范圍和步數基于模板的解決方案，自動生成 Maxwell 模型，用于電機設計分析自動分析參數排列
跨多個硬件平臺的自動作業管理，以及參數表和研究的數據重組
優化
用戶可選擇的成本函數和目標任務，包括：
擬牛頓法
順序非線性規劃 (SNLP)
整數序列順序非線性規劃
靈敏度分析
旨在確定對以下方面的靈敏度設計變化研究：
制造公差
材料屬性
調整
實時調整顯示和結果的用戶可控滑桿
統計分析
設計性能分布與參數值
電機帕累托前端分析電機帕累托前端分析
高級電磁材料建模
能否準確預測電機的性能通常取決于其部件的工作溫度和負載歷史。采用 Maxwell 的高級材料建模功能，可以準確地計算這些影響。
矢量遲滯
ANSYS Maxwell 采用矢量遲滯模型準確地預測軟硬磁性材料和永磁體的微小環路和損耗。該模型可說明各向同性和各向異性材料、層壓和非層壓結構，以及當磁性工作點記錄對該設備的性能具有顯著影響時，鐵磁材料的磁性行為。
考慮溫度特性的永磁體
ANSYS Maxwell 的退磁分析功能使您能夠研究延伸到第三象限的永磁體退磁特性。外部磁場和加熱可以改變永磁體的磁性能，從而導致局部退磁。您可以結合這些影響，從而準確地確定機器的性能。
磁芯損耗
Maxwell 精確計算磁性材料中的磁芯損耗。由于材料供應商提供的原材料數據與實際操作條件下的實際材料性能之間存在差距，所以很難預測層壓元件和電機組件中的電磁降解。Maxwell 基于可預測、可靠且易于使用的獨特算法，考慮了磁芯損耗效應的反饋。
磁致伸縮
基于 ANSYS Maxwell 和 ANSYS Mechanical 解算器之間的順序負載傳遞耦合，設計人員可對磁性與機械應力和應變密切相關的材料進行建模。這些影響在鐵磁芯中導致摩擦起熱，從而引起能量損失。該效應還導致變壓器中發出低沉的蜂鳴聲，這是由產生改變磁場的振蕩交流電流引起。同樣對于旋轉電機，阻力和作用在定子齒上的磁致伸縮產生的應力都是產生噪音的主要原因。
采用磁性矢量遲滯模型的磁滯電動機上的磁場分布 |
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