Ansys Maxwell—低频电磁场仿真

一、概览

1. 电机低频电磁仿真

借助Maxwell，用户可以精确描绘机电组件非线性瞬态运动的特征，并确定它们对驱动电路和控制系统设计的影响。通过利用Maxwell的高级电磁场求解器并将它们无缝链接到集成电路和系统仿真技术，您可以早在构建硬件原型之前就了解机电系统的性能。

2. 规格快览

Maxwell可提供工业组件中低频电磁场的可靠仿真。它包括3D/2D电磁瞬态、AC电磁、静磁、静电、DC传导和电瞬态求解器，可精确求解力、扭矩、电容、电感、电阻和阻抗等场参数。

二、功能

可定制的建模功能、自动自适应网格划分和先进的高性能计算技术，使设计人员能够求解完整的高性能机电动力系统。根据场参数自动生成非线性等效电路和频率相关的状态空间模型，这些模型可进一步用于系统和电路仿真，以实现尽可能高的SIL（软件在环）和HIL（硬件在环）系统保真度。Ansys仿真技术使您能够满怀信心地预测产品在现实中的真实性能。

1. 主要特性

Maxwell是业界领先的电磁场仿真软件，用于电机、致动器、传感器、变压器和其他电磁和机电设备的设计和分析。

l  自动、自适应网格划分：Maxwell的一个关键优势是自动自适应网格划分技术，您只需指定几何结构、材料属性和所需的输出，即可获得准确的解决方案。Maxwell的网格划分流程采用了高度稳健的体网格划分技术，并包括多线程功能，减少了内存的使用量，缩短了求解时间。这项经过验证的技术消除了构建和优化有限元网格的复杂性，使高级数值分析对企业的各个层面都切实可行。

l  多物理场耦合工作流程：Maxwell的电磁场求解器通过Ansys Workbench进行连接，可轻松设置和分析复杂的耦合物理行为，例如变形网格反馈结构、磁特性的应力和应变反馈、电磁流体和声学。

l  高级磁学建模：执行高级仿真计算，例如铁芯损耗计算、矢量磁滞、永磁体的四象限仿真、磁致伸缩和磁弹性分析、Litz线损耗和制造对损耗计算的影响。

l  专业级设计界面：电机和电源转换器需要显著不同的设计标准和仿真，正基于此，Maxwell为其分别提供了专用的界面。

l  RMxprt：除了提供经典的电机性能计算之外，RMxprt还可自动生成几何结构、运动和机械设置、材料属性、磁芯损耗、绕组和电源设置，以便在Maxwell中进行详细的有限元分析。

l  Simplorer：面向电气、磁性、机械、流体和热系统的多域电力电子仿真器，可无缝集成三个基本的组件库：电路、方框图和状态机。Simplorer可通过与EM（Maxwell、PExprt、RMxprt、Q3D、HFSS）和热工具（Ansys CFD、Ansys Icepak）的连接提供集成分析。Simplorer还能够表征用于热和EMI/EMC仿真的高保真度电源半导体模型。此外，Simplorer的模型库包括VHDL-AMS功能以及现有的控制系统和客户开发的模型。

l  PExprt：Power Electronics Expert（PExprt）是一款用于铁氧体变压器和电感器的磁性设计和优化工具，包括多绕组变压器、耦合电感器和反激组件。PExprt面向变压器和电感器的基于模板的界面，可以根据电压波形或转换器输入自动创建设计。自动设计流程考虑了磁芯形状、尺寸、材料、间隙、导线类型和规格以及绕组策略的所有组合，以优化磁性设计。它包含制造商的通用组件库。它还结合了基于FEA的解决方案，包括集肤效应和邻近效应，以及由磁边效应引起的间隙效应。此外，它还可计算绕组损耗、磁芯损耗、R、L、C参数和温升，并能够使用仿真组件的频率相关网表与Simplorer进行耦合。

l  Maxwell到Motion：您可以将瞬态电磁力从Ansys Maxwell输出到Ansys Motion中，将电磁相互作用扩展到刚体动力学，以改善整体噪声-振动解决方案。

l  全新的时域求解器：全新的Maxwell瞬态求解器可在单个传导路径上提供多端子导体支持。