线圈和磁体的磁静力 3D 分析

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本博客介绍如何在 Ansys Maxwell 中执行磁静力三维分析,以计算载流线圈和永磁体之间相互作用产生的扭矩。 在本例中,线圈中的电流产生了沿 Y 轴指向的磁场,而永久磁铁则沿 X 轴被磁化。这种配置会产生绕 Z 轴的扭矩。 分步工作流程包括构建几何图形、分配材料和激振力、设置模拟和查看结果。

模拟工作流程

首先在 XY 平面上绘制一个 12 段正多边形,创建一个线圈,然后设置其中心和起始位置,如下图所示。

接下来,使用”…… “工具,用 30 个线段将创建的对象绕 X 轴旋转 360 度。 绕轴扫描 工具。绕 Z 轴旋转 45 度,然后指定铜材料。

在 AEDT 3D Modeler 中按照下图所示的尺寸和位置绘制一个方框,对条形磁铁进行建模,然后为其分配钕铁硼材料。

首先创建线圈的横截面,为线圈分配电流激励。使用 “曲面 >剖面 “工具沿 XY 平面剖分线圈对象。使用布尔运算> 分离体分离出终端对象,并删除额外分离的终端对象。右键单击 “端子 “对象并选择 “分配激励>电流”,应用 100 A 的绞合电流激励。请注意,对于静态求解器,该电流值被解释为安培匝数。

选择磁铁对象,右键单击并选择 “分配参数 >扭矩”,为磁铁分配扭矩参数。在 “扭矩 “窗口中,将类型设为虚拟,轴设为 Global::Z,并确保选中 “正”。

进入 “绘图 >区域”,创建模拟区域。在 “区域 “窗口中,选中 “对所有方向进行类似填充”,将填充类型设置为百分比偏移,并输入 100 的值。单击 “确定 “确认。

右键单击 “项目管理器 “中的 “分析”,选择 “添加解决方案设置”,设置并运行仿真。接受默认设置并单击确定,然后保存项目。展开 Analysis > Setup1 并单击 Analyze 运行模拟。

完成后,展开 Analysis > Setup1 > Solutions(分析> 设置1> 解决方案),在 Torque(扭矩)选项卡中查看计算出的扭矩。

下面的视频详细介绍了这些步骤,所示模型可在可下载资源中找到。


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