本博客展示了如何在 Ansys Maxwell 中执行静磁 3D 分析，以计算载流线圈和永磁体之间相互作用产生的扭矩。在这个例子中，线圈中的电流产生一个沿 Y 轴指向的磁场，而永磁体沿 X 轴被磁化。这种配置导致围绕 Z 轴的扭矩。分步工作流程包括构建几何结构、分配材料和激励、设置仿真以及查看结果。

仿真工作流程

首先，通过在 XY 平面上绘制一个 12 段的正多边形来创建线圈，然后设置其中心和起始位置，如下所示。

 

 

 

接下来，使用 Sweep Around Axis 工具绕 X 轴 360 度扫描创建的对象 30 个线段。将其绕 Z 轴旋转 45 度，然后指定铜材质。

 

 

 

在 AEDT 3D Modeler 中绘制一个尺寸和位置如下所示的框，对条形磁铁进行建模，然后为其分配 NdFe35 材料。

 

 

 

 

 

通过首先创建线圈的横截面，将电流激励分配给线圈。使用 Surface > Section 工具沿 XY 平面对 Coil 对象进行切片。使用 Boolean > Separate Bodies 分隔生成的 Terminal 对象，并删除额外的分隔 Terminal 对象。右键单击 Terminal 对象，然后选择 Assign Excitation > Current 以应用 100 A 的绞合电流激励。请注意，对于静态求解器，此电流值被解释为 Ampere-Turns。

 

 

 

通过选择 Magnet 对象，右键单击并选择 Assign Parameters > Torque 为磁体分配扭矩参数。在 Torque （扭矩） 窗口中，将 type （类型） 设置为 Virtual （虚拟），将轴设置为 Global：：Z，并确保选中 Positive （正）。

 

 

 

 

通过转到 Draw > Region 创建模拟区域。在 Region 窗口中，选中 “Pad all directions similarly”（以类似方式填充所有方向），将填充类型设置为 Percentage Offset（百分比偏移），然后输入值 100。点击 OK 确认。

 

 

 

通过右键单击 Project Manager 中的 Analysis 并选择 Add Solution Setup 来设置并运行仿真。接受默认设置并单击 OK，然后保存项目。展开 分析 > Setup1 并单击 分析 以运行仿真。

 

 

 

完成后，展开 Analysis > Setup1 > Solutions，然后在 Torque 选项卡中查看计算的扭矩。

 

 

 

下面的视频详细介绍了这些步骤，所示的模型可在可下载资源中找到。

可下载资源

https://4420950.fs1.hubspotusercontent-na1.net/hubfs/4420950/Maxwell3D_Coil_and_Magnet.aedtz