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Ansys Maxwell：采用对称性的双转子轴向磁通电机

news 来源：原创 2025/5/21 21:24:57

轴向磁通电机因其功率密度高于相同重量的传统径向磁通电机而变得非常受欢迎，并且在电动汽车和航空应用中非常高效且具有成本效益。功率密度是输出功率与机器体积的比率。对于给定尺寸的机器，轴向磁通电机提供更大的扭矩和功率，或者对于给定的功率输出，径向磁通电机更大。在本博客中，我介绍了 Ansys Maxwell 建模设计并获得 FEA 结果的能力。可以从零开始开发模型，或者可以使用 RMxprt 来初始化设计过程（自动创建几何和激励电路）。

ANSYS MAXWELL 3D

设计和建模过程至少包括设置运动、边界、激励、网格操作和分析。参数（电磁扭矩和物体上的力）和 Optimetrics（优化分析）是可选设置。可以在获得结果之前或之后设置后处理。

运动

定义旋转方向、速度和机械瞬变（可选）。

边界

应用旋转和平面（镜像）对称性来减小模型尺寸和模拟时间。模拟半对称模型需要 28 分钟模拟时间，模拟四分之一对称模型需要 17 分钟模拟时间。模拟运行一个周期，达到稳定状态。

激发

使用外部电路将直流电压激励转换为三相电压。开关控制可以基于时间、位置或速度。

网

对不同类型的几何对象应用网格划分操作。SurfApprox_Coil 操作用于对线圈的曲率进行网格划分，SurfPriority1 操作用于对线圈表面进行优先网格划分。

分析设置

定义停止（模拟）时间和时间步长，并选择保存每个时间步长的现场结果。此外，现场覆盖中的计算器可用于创建用户定义的命名表达式，并应用于设置中以用于创建 1D 图。

结果（后期处理）

创建磁通密度和绕组电流密度的场图。定子绕组上的电磁力和扭矩的右手定则可用于确定转子磁体上的机械力和扭矩。定子绕组上的电磁力和扭矩与转子磁体上的机械力和扭矩相等且方向相反。生成转子扭矩和输出功率的一维瞬态图。

RMxprt

通过易于使用的 RMxprt 模板可以自动完成 Ansys Maxwell 中的初始 FEA 模型设置和创建，并且可以使用 Ansys Maxwell CAD 操作和 Maxwell 电路设计根据需要轻松修改 FEA 模型。

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