基于ANSYS Maxwell的平面螺旋型线圈电感仿真分析

平面螺旋型线圈是无线充电系统中的重要部件。利用ANSYS Maxwell软件对平面螺旋型线圈的电感值进行了仿真分析,在圆柱坐标系中建立了不含隔磁片和含隔磁片的线圈2D和3D模型,仿真结果与实测结果相符合,说明建模方法是正确的。最后研究了线圈匝数对线圈电感值和耦合系数的影响,一方面,对无线充电系统线圈的研究设计提供了有益参考;另一方面,也可作为电磁场与电磁波课程的仿真实验,成为教学的补充。

基于ANSYS Maxwell的耦合电感仿真研究

随着计算机技术的飞速发展,电路仿真软件已经成为重要的实验教学辅助手段。文章介绍了利用仿真软件实现电路实验教学改革的思路和方法,通过制定仿真与实践相结合的实验任务,使单一的验证型实验具有研究性、探索性、开放性和设计性,变被动完成任务为主动实践验证猜想,从而有效培养学生自主学习能力,并提升其创新能力。最后针对耦合电感实验中存在的问题,利用ANSYS Maxwell软件对线圈建模,分别通过参数扫描分析和场路耦合模型研究互感的影响因素及互感的屏蔽,直观的结果加深了学生对实验现象的理解,充分展现了仿真软件在实践教学中的积极作用。

基于Ansys Maxwell的永磁涡流缓速器仿真研究

该文以CRH380B型高铁列车为研究对象,设计了一种安装在其拖车组转向架上的新型非摩擦制动装置——永磁涡流缓速器。根据永磁涡流缓速器的结构和原理,利用Ansys Maxwell电磁场有限元分析软件对永磁涡流缓速器建立了简化模型。通过软件对模型进行磁场仿真计算,得到转速,永磁体数目,磁极轴向长度,气隙长度和转子盘厚度等因素对制动转矩的影响曲线,分析其变化原因,并做出了相应的结构优化。

浅谈基于Ansys Maxwell分析的轨道磁力固定装置

针对轨道检测小车因自重较轻、重心偏高、重心不稳等因素诱发比较严重的倾斜,甚至侧翻的问题。本文通过磁路计算法和Ansys Maxwell软件仿真分析,设计出一种轨道磁力固定装置,能够在略微增加小车重量的同时通过磁力将其牢牢吸附在轨道上使其平稳行驶。

一种基于ANSYS Maxwell的变压器漏电感的计算方法研究

以ANSYS Maxwell有限元软件建立变压器三维模型,提出了以漏磁通求漏电感的方法,并将计算结果与能量法和试验法结果进行对比,进而验证了此方法的正确性。

基于ANSYS Maxwell配电变压器周围工频电磁场分布研究

针对市民就居民区附近变配电设备的电磁影响与电力建设部门产生矛盾冲突等问题,采用有限元仿真软件ANSYS Maxwell搭建100kVA三相油浸式配电变压器的实体模型,通过分析高压侧绕组的输入电压、感应电压及低压侧绕组感应电流波形图,侧面验证了模型的正确性、有效性与可靠性。通过理论分析与云图观察相结合的方式,定性研究了变压器内外部磁感应强度分布随相位的变化情况,最后选取变压器两侧的具体场点,定量探究了在这些场点处磁感应强度随距离的衰减规律,得到在3m外的区域变压器对人体影响较小的结论,并结合实际情况,给出了合理的工程建议与日常生活的注意事项。

基于Ansys Maxwell的非接触式磁力驱动机构的仿真优化研究

磁力驱动机构是一种新型的非接触式传动机构,根据磁力驱动的工作原理,利用Solidworks和ANSYS Maxwell软件对两种非接触式磁力驱动机构进行三维建模和磁力特性仿真,得出的磁感应强度云图验证了仿真设置的准确性,绘出了输出磁转矩随时间变化的周期曲线,比较了两种机构输出磁转矩的性能差异,其中方案一的最大磁转矩为1.25Nm,方案二的最大磁转矩为1.6Nm,方案二最大磁转矩相比方案一增大28%,但方案二永磁体体积相比方案一增大50%,此数据可为非接触式磁力驱动机构后续的优化设计提供参考。

基于Ansys Maxwell的单相电机变极设计分析

用单相24槽电容运转电机为例,进行4/6极变极调速接线设计分析。通过对6极、反接法4极、换相法4极、特殊换相法4极电机的槽电势星形图分析,得出主副绕组合成电动势的矢量关系,确定4/6极变极绕组接线方案。利用Ansys Maxwell仿真系统从场方面进行电磁模拟仿真,得出磁动势的傅里叶分解图和气隙磁场分布图,从“路”的方面进行电磁计算,得出3种4极接线方式下的电机各项性能参数,从而选出最优理论设计方案进行实样验证,确定最佳变极设计方案,得出特殊换相法4/6变极方案最佳。

基于ANSYS Maxwell的高压脉冲电场仿真研究

高压脉冲电场土壤处理已广泛应用于农业中的土壤虫害杀灭,但耕种环境的差异导致虫害的杀灭效果常常不够理想。为了改善这种低效率的现状,笔者提出几种不同的电极布置方案,并且利用ANSYS Maxwell仿真软件进行静电场仿真,分析仿真得到的电场强度以及电压结果,讨论不同方案的适应场景,提出适用的电极布置方案。结果表明,对于浅层虫害、深层虫害、植株根部虫害、局部虫害以及整片土壤的预防性电处理都有不同的电极布置方案,这对于土壤电处理的实际应用具有重要意义。

基于ANSYS Maxwell分析大容量配变低压出线铜排布置对涡流损耗的影响

结合流过交变电流铜排的涡流损耗计算,应用ANSYS Maxwell软件仿真分析大容量配变低压出线铜排布置的改变对涡流损耗的影响,探讨满足箱壁、夹件产生损耗最小的布置方式,减少箱壁、夹件的发热。

基于ANSYS Maxwell的永磁直流空心杯电机三维仿真分析

以某型永磁直流伺服空心杯电机为例,利用ANSYS Maxwell软件建立三维有限元分析模型,对零件赋予材料属性及设置激励源,通过改进外电路设置及网格剖分方法,得到模型在稳态的磁场分布及瞬态的输出特性结果。对比3款电机的有限元与实测结果,结果表明,模拟数值与实测数值偏差均在5%以内,验证该有限元分析方法具有较高的准确性,为该类型电机的正向设计及优化提供理论依据。

基于ANSYS/Maxwell的感应滤波配电变压器设计与实验研究

该文提出了一种适用于低压配电网系统下的新型感应滤波配电变压器设计方法,并将其应用于综合性创新实验的教学案例中。在感应滤波配电变压器的设计中,将感应滤波技术应用于采用Ddy联结组别的配电变压器中。通过建立电路数学模型,推导阀侧产生的谐波电流与网侧电流之间的关系,揭示感应滤波配电变压器的滤波特性。该文采用ANSYS/Maxwell软件建立新型变压器的3D模型,在模型上通过仿真能量法对比工程磁路法,验证变压器绕组间短路阻抗满足技术要求;并通过磁路耦合添加滤波支路,监测变压器的网侧电流,验证其可以有效滤除电网谐波污染。最后通过实验验证了所设计的变压器的正确性和有效性,进一步激发了学生的学习兴趣和创新热情。

人工血泵用空心杯电机设计

为了改善目前血泵用电机存在的稳定性差、效率低等问题,课题组设计了一种电枢直径为4.8 mm,转速为35000 r/min的血泵用空心杯微电机。结构上采用空心杯结构,以避免齿槽效应、减小涡流效应;基于ANSYS Maxwell有限元分析软件,采用RMxprt模块对空心杯电机进行了结构设计和性能分析,采用Maxwell3D模块建立了空心杯电机的三维有限元仿真模型,在此基础上通过静态磁场、空载和额定负载下的仿真,获得了空心杯电机工作状态下的电磁数据,并对该空心杯电机的电磁设计性能进行了分析。结果表明:实验所设计血泵用空心杯电机结构设计合理,电磁性能良好,空心杯电机效率约为79%。该研究为血泵用空心杯电机的设计与优化提供了参考。

基于Maxwell的外转子永磁电动机设计

为配套小载重电梯用曳引机,设计一款90 r/min、54槽24极三相永磁同步无齿轮曳引机,从电动机结构、永磁材料、磁体结构等方面分析了外转子永磁同步无齿轮曳引机的设计要求。利用Ansys/Maxwell建立了该电动机的二维有限元仿真模型,并对性能进行了仿真,最后进行了试制、调试及试验。结果表明:外转子永磁同步无齿轮曳引机,性能良好,效率高,功率因数高。

船用柴油机电磁阀响应特性的优化设计

高压气动电磁阀在船舶柴油机起动系统中有着至关重要的作用,其响应特性是保障柴油机可靠和迅速起动的关键因素之一。首先,基于电磁有限元仿真软件ANSYS Maxwell对船用柴油机起动电磁阀的响应时间进行仿真分析;其次,采用国际标准ISO 12238和电磁阀阀芯位移试验验证优化前后仿真模型的精确度。结果表明,电磁阀在工作电压24 V和气隙1.1 mm时,开启和关闭响应时间分别为31.3 ms和43.3 ms。最后,通过Maxwell软件自带的参数化等功能进行了性能优化设计,研制了气动电磁阀专用试验系统并开展了性能试验;结果表明电磁阀在工作电压为28.8 V时,电磁阀开启响应时间加快5.9 ms;在5个500匝线圈并联时,电磁阀开启响应时间加快16.3 ms,满足船舶柴油机起动系统要求。

基于Halbach阵列的爬壁机器人永磁吸附模块优化设计

针对轮式永磁吸附爬壁机器人吸附效率较低的问题,设计了一种基于Halbach阵列的新型弧形永磁吸附模块,研究其吸附特性并进行优化。运用ANSYS Maxwell软件对新型吸附模块进行有限元仿真分析,研究Halbach弧形永磁体阵列在聚磁一侧的磁感线分布规律;为了减少弱磁侧的磁感线泄漏,在传统的Halbach永磁阵列基础上,在弱磁侧增加了轭铁装置;通过对弧形磁体阵列的角度、宽度、厚度及轭铁的厚度对吸附力的影响的研究,采用控制变量法并利用ANSYS Maxwell对新型弧形永磁吸附模块的关键结构尺寸进行优化,设计了永磁吸附模块的最优尺寸。结果表明,经过优化后的吸附单元的总体质量降低,但单位质量吸附力增大,磁能利用率大幅度提高,为轮式爬壁机器人的优化设计提供依据。

一种大量程三极RVDT的设计与仿真

提出了一种大量程的三极RVDT,具有尺寸小、结构简单、量程大等优点。给出了该RVDT的工作原理、结构,推导了输出特性方程式。用ANSYS Maxwell软件进行了仿真设计。研究了槽口与气隙尺寸对梯度与线性度的影响。通过仿真分析了进一步增大量程的可行性。

电动汽车无线充电系统磁耦合线圈的仿真分析

电动汽车无线充电系统的磁耦合线圈是无线充电和有线充电的最大不同点,是无线充电系统能够实现电能无线传输的关键部件。论文使用ANSYS Maxwell建立圆形线圈和方形线圈模型,对两种类型线圈进行仿真,分析线圈匝数和传输距离对两种线圈的影响;分析线圈互感、耦合系数与线圈匝数、传输距离的关系。使用相同数量导线绕制成圆形线圈和方形线圈,对比分析两种线圈传输性能。结果显示,在导线数量相同的情况下,圆形线圈的性能优于方形线圈。

干式变压器电磁场分布及温升研究

为有效提升电气化铁路干式变压器的运行质量和效率,保障运行的可靠性,对干式变压器进行电磁场分布和稳态温升研究。利用ANSYS Maxwell有限元仿真软件搭建SC13-80/10三相干式变压器有限元模型,对模型进行仿真验证,确定模型的准确性和可靠性;分析了额定工况下磁场情况和段间场强分布情况及高低压绕组的温升随时间变化情况,确定磁场强度和电场强度较大的位置及额定工况下温升的影响,为设备的日常维护和检修提供理论支持。

气动电磁阀开启过程的动态响应特性

以二位三通气动电磁阀为研究对象,详细介绍了其工作机理并对磁路进行理论分析。通过ANSYS Maxwell软件建立其二维电磁场分析有限元模型,并进行瞬态运动仿真计算,分析多电磁参数(主气隙宽度、铁磁材料、动铁芯直径、弹簧预紧力、刚度以及线圈加载方式)对电磁阀瞬态响应特性的影响。搭建实验平台,测试线圈加载方式对电磁阀瞬态响应特性的影响,进一步验证了仿真分析的准确性。为类似电磁类产品的设计研发提供了充实的理论依据。