ansoft Maxwell16是一款功能十分強(qiáng)大的電磁場3D仿真軟件，該軟件專門為從事相關(guān)行業(yè)的電氣工程師量身定制，能夠為用戶提供專業(yè)的電磁仿真方案，可生成高精度的等效電路模型和其他電路模塊，能夠?qū)?fù)雜的電路和其組件模型相結(jié)合，以設(shè)計完整的高性能機(jī)電、機(jī)電一體化和電力電子系統(tǒng)，滿足用戶的電磁電路仿真需求，喜歡的小伙伴千萬不要錯過哦。

【功能介紹】

　　1、自動自適應(yīng)網(wǎng)格剖分

　　maxwell 16的核心技術(shù)之一是自動自適應(yīng)網(wǎng)格生成技術(shù)，可根據(jù)幾何形狀、材料屬性和用戶指定的收斂標(biāo)準(zhǔn)，即可獲得精確的仿真結(jié)果。剖分過程使用穩(wěn)健的體網(wǎng)格生成技術(shù)，并且包括多線程剖分功能，減少了對內(nèi)存的使用，并縮短了求解時間。這種成熟的技術(shù)消除了構(gòu)建和細(xì)化有限元網(wǎng)格的復(fù)雜性，并使先進(jìn)的數(shù)值分析技術(shù)可以用于不同產(chǎn)品的仿真中。

　　2、高性能計算

　　結(jié)合ANSYS Electronics HPC， maxwell 16可以實現(xiàn)更大規(guī)模、更快且更高保真的仿真。ANSYS 遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止是簡單的硬件加速，還提供開創(chuàng)性的 求解器和 HPC加速 方法。這些方法可以充分調(diào)用電腦的多核資源，并且可以擴(kuò)展整個集群，以便充分利用整個集群的優(yōu)勢。

　　1）時間分解法

　　時間分解法為電動機(jī)、平板磁性元件和電力變壓器所需的完全的瞬態(tài)電磁場仿真提供更強(qiáng)的計算能力和速度。這項待審的專利技術(shù)使用戶能夠同時而不必依次求解所有時間點，同時可以將時間步分布在在多個內(nèi)核、聯(lián)網(wǎng)計算機(jī)和計算集群上，從而可以使仿真的能力和速度得到顯著提高。

　　2）多線程

　　利用單臺計算機(jī)上的多核，縮短求解時間。多線程技術(shù)加快了初始網(wǎng)格剖分、直接和迭代矩陣求解，以及場圖的顯示。

　　3）譜分解法

　　大多數(shù)電磁仿真都需要在一定頻率范圍內(nèi)的結(jié)果，例如近場、遠(yuǎn)場和 s-參數(shù)。譜分解在計算內(nèi)核上分配多個頻點下的求解，從而加速頻率掃描。用戶可以將這一方法與多線程結(jié)合使用。多線程加速提高每個單獨頻率點的計算，而譜分解法可以并行計算多個頻點。

　　3、系統(tǒng)和三維 FEA 建模

　　maxwell 16納入 ANSYS Simplorer Entry，一種模型規(guī)模受限的多域仿真軟件包，用于復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)、電力電子和驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計。Simplorer 采用原理圖的方式，再現(xiàn)并耦合電、磁、機(jī)械、液壓、熱和其他多域模型，從而快速準(zhǔn)確地模擬電路和系統(tǒng)特性。

　　Simplorer 提供多種建模技術(shù)，如電路、方框圖和狀態(tài)機(jī)。它還支持多種建模語言，包括 VHDL-AMS、SML（Simplorer 標(biāo)準(zhǔn)語言）、Modelica 和 C / C ++。所有這些建模技術(shù)均可同時使用，滿足用戶創(chuàng)建模擬、數(shù)字和混合信號多域系統(tǒng)設(shè)計的需求。

　　maxwell 16可以獨一無二地生成嵌套在 Simplorer 中的高保真 FEA 模型，從而讓用戶能夠驗證電磁部件的性能能否滿足整體系統(tǒng)的要求。SCADE Suite 提供的嵌入式軟件也可以集成到 Simplorer 中，以便使用硬件在環(huán)或軟件在環(huán)仿真來驗證數(shù)字控制系統(tǒng)。

　　4、多物理場

　　maxwell 16的電磁場求解器通過 ANSYS Workbench 與完整的 ANSYS 工程設(shè)計相組合。通過將電磁場求解器與其他求解器耦合，您可以驗證多物理耦合現(xiàn)象，實現(xiàn)最為高保的真解決方案，從而消除可靠性的問題，設(shè)計安全有效的產(chǎn)品。ANSYS 仿真平臺可以實現(xiàn)不同物理場求解器之間的數(shù)據(jù)傳輸，并處理求解器的數(shù)據(jù)交互，因此用戶可以輕松地設(shè)置和分析復(fù)雜的多物理耦合特性，例如：

　　電磁-結(jié)構(gòu)（支持變形網(wǎng)格回饋）

　　電磁-結(jié)構(gòu)，（支持應(yīng)力和應(yīng)變回饋）

　　電磁-流體

　　電磁-結(jié)構(gòu)-流體

　　電磁-結(jié)構(gòu)動力學(xué)-聲學(xué)

　　5、專家設(shè)計模塊

　　Maxwell 為電機(jī)和功率變換器提供了兩個專門的設(shè)計軟件。

　　RMxprt——旋轉(zhuǎn)電機(jī)專家設(shè)計軟件

　　RMxprt 可以計算電機(jī)的性能、進(jìn)行初始方案設(shè)計，并在數(shù)秒內(nèi)執(zhí)行數(shù)百個設(shè)計方案的分析。除了可以實現(xiàn)經(jīng)典的電機(jī)性能計算外，RMxprt 還能夠自動Maxwell有限元模型，包括自動生成幾何形狀、自動實現(xiàn)運(yùn)動屬性和機(jī)械屬性設(shè)置、自動設(shè)置材料屬性和鐵磁芯損耗計算、自動設(shè)置繞組和激勵，以便在 Maxwell 中進(jìn)行詳細(xì)的有限元分析。此外，RMxprt 還可以自動生成ANSYS Icepak模型，包括自動生成幾何形狀、自動設(shè)置相應(yīng)的材料屬性、自動設(shè)置邊界和源條件，以便在 ANSYS Icepak 中進(jìn)行詳細(xì)的電子元件散熱仿真。

　　PExprt——電子變壓器和電感器專家設(shè)計軟件

　　PExprt 基于模板的變壓器和電感設(shè)計界面可以根據(jù)電壓的波形或變流器的輸入自動創(chuàng)建設(shè)計方案。自動設(shè)計的過程考慮了磁芯形狀、尺寸、材料、間隙、線型和線規(guī)的所有組合，以及繞線方式，旨在尋求最優(yōu)設(shè)計。PExprt 可創(chuàng)建Maxwell 模型，以便基于有限元分析評估電磁性能，用戶能夠查看磁芯中的磁通密度和繞組中的電流密度分布等值。

　　6、優(yōu)化設(shè)計和參數(shù)化建模

　　參數(shù)化和優(yōu)化設(shè)計是"仿真驅(qū)動產(chǎn)品開發(fā)"的關(guān)鍵因素。參數(shù)化分析讓用戶全面地認(rèn)識基于設(shè)計變量的設(shè)計空間，從而可以做出更好的工程決策。優(yōu)化算法讓軟件能夠自動找到更好的設(shè)計。Maxwell 提供的參數(shù)化和優(yōu)化設(shè)計功能包括：

　　1）參數(shù)化分析

　　用戶指定的參數(shù)范圍和步數(shù)

　　自動分析參數(shù)隊列

　　跨硬件平臺的自動仿真管理，以及參數(shù)表和研究的數(shù)據(jù)重組

　　2）優(yōu)化設(shè)計

　　用戶可選擇的成本函數(shù)和目標(biāo)任務(wù)，包括

　　準(zhǔn)牛頓法

　　順序非線性規(guī)劃 （SNLP）

　　整數(shù)序列順序非線性規(guī)劃

　　3）靈敏度分析

　　旨在研究對以下方面敏感的靈敏度設(shè)計：

　　制造公差

　　材料屬性

　　4）調(diào)優(yōu)

　　用戶通過可控的滑塊來實時調(diào)優(yōu)并顯示結(jié)果

　　5）統(tǒng)計分析

　　設(shè)計性能分布vs參數(shù)取值

　　7、高級磁性材料建模

　　能否準(zhǔn)確預(yù)測電機(jī)的性能通常取決于其部件的工作溫度和負(fù)載。采用 Maxwell 的高級材料建模功能，可以準(zhǔn)確地計算這些影響。

　　1）矢量磁滯建模

　　ANSYS Maxwell 采用矢量磁滯模型準(zhǔn)確地預(yù)測軟硬磁性材料和永磁體的小磁環(huán)和損耗。該模型可用于各向同性和各向異性材料建模、疊壓和非疊壓方式，以及當(dāng)磁性工作點歷史對設(shè)備性能具有顯著影響時該設(shè)備中的鐵磁材料的磁性特性。

　　2）考慮溫度特性的永磁體

　　ANSYS Maxwell 的退磁分析功能使您能夠研究延伸到第三象限的永磁體退磁特性。外部磁場和加熱可以改變永磁體的磁性能，從而導(dǎo)致局部退磁。您可以結(jié)合這些影響，從而準(zhǔn)確地預(yù)測機(jī)器的性能。

　　3）磁芯損耗

　　maxwell 16精確計算磁性材料中的磁芯損耗。由于材料供應(yīng)商提供的材料參數(shù)與實際運(yùn)行條件下的材料性能之間存在差距，所以很難預(yù)測疊壓模型和電機(jī)中電磁特性的劣化。Maxwell 采用了可預(yù)測的、可靠的且易于使用的獨特算法，可以考慮磁芯損耗對輸出的影響。

　　4）磁致伸縮

　　基于 ANSYS Maxwell 和 ANSYS Mechanical 求解器之間的順序耦合，設(shè)計人員可對磁致伸縮材料（磁性與機(jī)械應(yīng)力和應(yīng)變密切相關(guān)）材料進(jìn)行建模。磁致伸縮特性在鐵芯中摩擦發(fā)熱，從而引起能量損失。在交流電流下，變壓器鐵心中的磁場交替變化，從而導(dǎo)致變壓器中發(fā)出低沉的蜂鳴聲。同樣，對于旋轉(zhuǎn)電機(jī)，作用在定子齒上的電磁力和磁致伸縮產(chǎn)生的應(yīng)力都是形成噪音的主要原因。

　　8、設(shè)計自動化和定制化

　　ANSYS 使用戶能夠開發(fā)以有限元仿真為設(shè)計依據(jù)、滿足任意設(shè)計流程的自動化設(shè)計工具。自定義的自動化設(shè)計能夠讓非專業(yè)人士正確使用仿真技術(shù)。Maxwell 的定制化開發(fā)功能基于開放的標(biāo)準(zhǔn)和記錄完備的界面。例如，ANSYS Python 腳本工具用于開發(fā)自定義設(shè)計工具包，實現(xiàn)電機(jī)和電子變壓器高級設(shè)計的自動化。

【軟件特色】

　　1、低頻電磁場仿真

　　您可以模擬運(yùn)動磷態(tài)磁場、交變電磁場、靜磁場、靜電場、直流傳導(dǎo)場和瞬態(tài)電場的應(yīng)用。

　　2、自動、自適應(yīng)網(wǎng)格剖分

　　按照用戶指定的精度獲得電磁仿真結(jié)果，最大化地減少手動網(wǎng)格設(shè)置。

　　3、高性能計算

　　利用我們具有突破性的HPC技術(shù)，可以實現(xiàn)更大規(guī)模、更快和更高保真的仿真。這些方法可以充分調(diào)用電腦的多核資源，并且可以擴(kuò)展整個集群，以便充分利用整個集群的優(yōu)勢。

　　4、多域系統(tǒng)建模

　　用于分析系統(tǒng)環(huán)境中的電磁組件的集成化建模能力

　　5、多物理場

　　利用Maxwell與全套ANSYS工程設(shè)計組合的鏈接，模擬變形、溫度分布、振動等。

　　6、專家設(shè)計模塊

　　可以利用專家設(shè)計工具，在直觀簡單的設(shè)計界面下創(chuàng)建電機(jī)、變壓器和電感器的模型。

　　7、優(yōu)化和參數(shù)建模

　　能夠快速識別關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)的最佳值，并進(jìn)行詳細(xì)的靈敏度分析和統(tǒng)計分析。

　　8、先進(jìn)的材料建模

　　可以模擬鐵芯損耗、磁滯效應(yīng)、磁致伸縮效應(yīng)和永磁體的溫度特性。