想问下ansoft maxwell 16中瞬态仿真中软件内部的计算原理

杨较瘦

如题，有大神知道ansoft maxwell 16中瞬态仿真中软件内部是怎么处理计算那么复杂的耦合场的，有那么多未知量且相互关系又不明确
比如说给线圈通电后，电流、磁链、电磁力、电感、位移或转角等是怎样计算得来的？

hakeemlee

以永磁同步电机施加三相电压源激励为例：
1.三相绕组内初始电流为0，零时刻电压源施加理想三相交流电，在绕组内产生启动电流。绕组内有了电流，将会产生电枢反应磁场。电枢反应磁场与永磁体磁场叠加后在气隙内产生磁通密度。由麦克斯韦应力张量法，根据气隙内磁通密度，可以计算出电磁力。这个电磁力，其切向分量提供电磁转矩，径向分量即所谓的不平衡磁拉力。若此时电磁转矩大于电机的负载转矩，根据运动平衡方程式T1-T2=J*dω/dt（T1为电磁转矩，T2为负载转矩，J为转动惯量，ω为机械角速度），电机将产生一个正转速，转子正向旋转。ansoft瞬态场计算中，采用时步有限元法计算机电瞬态变量。也就是用上一时刻的转速，乘以Δt，得到这一时刻需要转动的位移，以此类推计算出电机每一时刻转子需要转动的角度θ。这是位移或转角。
2.磁链是绕组链环的磁通量。maxwell能计算出整个求解区域的磁场分布，由磁链的电磁场计算公式（由矢量磁位积分得到），可以求解出任一时刻下的绕组磁链。这是磁链。
3.电感L=N^2*Λ，Λ为磁导。磁导与磁导率、磁通截面积、磁路长度有关。在整个磁路不饱和的情况下，电感的变化是不大的。maxwell中有整个求解区域的几何信息和物理材料信息，那么计算电感也就不难了。这是电感。
4.有了电感，我们可以计算电抗X=ω*L。永磁同步电机电压平衡方程式：U=E0+I*R0+Id*Xd+Iq*Xq。其中U为电压，E0为感应电动势，I为电流，R0为电阻，Id=I*cosθ和Iq=I*sinθ分别为I的直轴和交轴分量，Xd和Xq为相应的电抗。已知U、E0、θ、R0、Xd、Xq，根据电压平衡方程式可求解出此时的电流I。这是电流。

希望解答对你有所帮助。

杨较瘦

hakeemlee 发表于 2015-11-7 12:31
以永磁同步电机施加三相电压源激励为例：
1.三相绕组内初始电流为0，零时刻电压源施加理想三相交流电，在 ...

感谢你这么详细的回答，很受用

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