(5) 单击OK按钮

2. 选中Coil几何，依次单击菜单栏中的Maxwell 3D→Mesh Operations→Assign→On

Selection→Length Based命令，此时弹出Element Length Based Refinement对话框，在对话框中填入以下内容： (1) Name:Length2

(2) ?：Restrict Length Of Elements (3) ?：Restrict the Number of Elements (4) Maximum Number of Elements:1000 (5) 单击OK按钮 （七）求解计算

1. 依次选择菜单栏中Maxwell 3D→Analysis Setup→Add Solution Setup命令，此时弹出

Solution Setup对话框，在对话框中的Stop Time栏中输入20 ms，在Time Step栏中输入100 us，然后单击OK按钮。

2. 依次选择菜单栏中的Maxwell 3D→Validation Check命令，此时弹出的对话框中，如果

全部项目都有?说明前处理操作没有问题；如果有?弹出，则需要重新检查模型；如果有！出现，则不会影响计算。

3. 依次选择Maxwell 3D→Analyze All命令，此时程序开始计算。

（八）图表显示（Results）

1. 依次选择菜单栏中的Maxwell 3D→Results→Create Transient Report→Rectangular Plot命

令，在弹出的Reports对话框中做如下设置： (1) 在Category中选择Winding

(2) 在Quantity中选择Input Current(Winding_A)选项 (3) 单击New Report按钮

(4) 显示电流随时间变化的曲线图

2. 依次选择菜单栏中的Maxwell 3D→Results→Create Transient Report→Rectangular Plot命

令，在弹出的Reports对话框中做如下设置： (1) 在Category中选择Winding

(2) 在Quantity中选择Input Voltage(Winding_A)选项 (3) 单击New Report按钮

(4) 显示输入电压随时间变化的曲线图 （九）设置外部激励电路 1. 添加电路设计

(1) 在Project manager中，选中“BE_Trans_Sources”右击，单击Copy (2) 在Project manager中，选中项目名右击，单击Paste，并重命名为“BE_Trans_Circuit” 2. 修改Winding设置

在Project Manager中展开Excitations，双击Winding_A，弹出Winding对话框，在对话框中设置：

(1) Name:Winding_A (2) Type:External

(3) Stranded:?Checked (4) Initial Current:0 A (5) 单击OK按钮 3. 创建外部电路

(1) 选择菜单栏中Maxwell 3D→Excitations→External Circuit→Edit External Circuit命

令，弹出Edit External Circuit对话框，在对话框中选择Edit Circuit，将启动Maxwell Circuit Editor窗口。

(2) 点击Project Manager下的Components子栏，右上角出现Component Manager栏 (3) 选择Maxwell Circuit Elements→Sources→Vsin命令，将Vsin元件拖到绘图区域，

按ESC键退出或右键Finish，双击组件以修改其属性，其中Va=100 V，VFreq=50 Hz

(4) 再添加一个Vsin元件，设置Va=100V，VFreq=1000 Hz

(5) 放置电阻，选择Maxwell Circuit Elements→Passive Elements→Res命令，将Res元

件拖到绘图区域，按ESC键退出或右键Finish，将电阻值改为25欧。

(6) 选择Maxwell Circuit Elements→Probes→Voltmeter命令,将Voltmeter元件拖到绘图

区域

(7) 连接各元件：Draw→Wire

(8) 放置参考地：Draw→Ground，连接Ground

(9) 导出电路的网络连接表

选择菜单栏中File→Save,将文件保存为：“WS5_Basic Transient_Circuit”， 选择菜单栏中Maxwell Circuit→Export Netlist命令，将文件保存为：“WS5_Basic

Transient_Circuit.sph”。

4. 在Maxwell 3D下设置外部激励

返回Maxwell窗口，在Edit External Circuit对话框，单击Cancel，然后单击Import Circuit，导入“WS5_Basic Transient_Circuit.sph”文件，单击OK按钮。 5. 依次选择Maxwell 3D→Analyze All命令，此时程序开始计算。

（十）电压和电流图表显示（Results）

以前的设计仍将存在，但是电压图没有参考，因为输入电压没有被应用，而是从电路中接收到。在Project manager中双击plot (1) 在Category中改变为Node Voltage (2) 在Quantity中改变为Node Voltage (3) 单击Apply Trace按钮

(4) 显示输入电压随时间变化的曲线图

3.Maxwell 3D:分析电机定子转子中的磁场和电流

计算如下图所示电机转子中的磁场分布，线圈激励采用脉冲波形。

（一）启动Maxwell并建立电磁分析

1. 在windows系统下执行“开始”→“所有程序”→ANSYS 15.0→Workbench 15.0命令，

启动ANSYS Workbench 15.0，进入主界面。

2. 进入Workbench后，单击工具栏中的?按钮，将文件保存名为“rotational actuator”。 3. 双击Workbench平台左侧的Toolbox→Analysis Systems→Maxwell 3D此时在Project

Schematic中出现电磁分析流程图。

4. 双击表A中的A2，进入Maxwell软件界面。在Maxwell软件界面可以完成有限元分析

的流程操作。

5. 选择菜单栏中Maxwell 3D→Solution Type命令，弹出Solution Type对话框

(1) Magnetic:Transient (2) 单击OK按钮

6. 依次单击Modeler→Units选项，弹出Set Model Units对话框，将单位设置成mm，并单

击OK按钮。 （二）建立几何模型 1. 创建定子外磁路

(1) 依次单击Draw→Cylinder命令

在绝对坐标栏中输入：X=0，Y=0，Z=0，并按Enter键；

在相对坐标栏中输入：dX=104.5，dY=0，dZ=25.4，并按Enter键 (2) 单击几何实体，左侧弹出属性对话框，在对话框中填入以下内容：

a. Name:Outer_arm b. Color:red

c. 其余保持默认值

(3) 选中Outer_arm几何，CTRL+C，CTRL+V，得到第2个圆柱模型

a. Name:Cylindertool b. Radius:83.1mm c. 其余保持默认值

(4) 选中Outer_arm和Cylindertool，依次选择菜单栏中Modeler→Boolean→Subtract命

令，对几何进行减运算，此时弹出Subtract对话框 a. 在Blank Parts中选中Outer_arm实体 b. 在Tool Parts中选中Cylindertool实体 c. 单击OK按钮

2. 创建定子上的两磁极

(1) 依次单击Draw→Box命令，创建长方体

在绝对坐标栏中输入：X=-13.9，Y=0，Z=0，并按Enter键

在相对坐标栏中输入：dX=27.8，dY=-40，dZ=25.4，并按Enter键 (2) 选中该Box几何体，选择菜单栏中Edit→Arrange→Move命令

在绝对坐标栏中输入：X=0，Y=0，Z=0，并按Enter键

在相对坐标栏中输入：dX=0，dY=-45，dZ=0，并按Enter键 (3) 选择菜单栏中Edit→Duplicate→Mirror命令

在绝对坐标栏中输入：X=0，Y=0，Z=0，并按Enter键 在相对坐标栏中输入：dX=0，dY=1，dZ=0，并按Enter键

(4) 选中Outer_arm和2个Box模型，选择菜单栏中Modeler→Boolean→Unite命令 (5) 依次单击Draw→Cylinder命令，创建圆柱体

在绝对坐标栏中输入：X=0，Y=0，Z=0，并按Enter键

在相对坐标栏中输入：dX=53.75，dY=0，dZ=25.4，并按Enter键 (5) 选中Outer_arm和Cylinder1，依次选择菜单栏中Modeler→Boolean→Subtract命令，

对几何进行减运算，此时弹出Subtract对话框 a. 在Blank Parts中选中Outer_arm实体 b. 在Tool Parts中选中Cylinder1实体 c. 单击OK按钮

3. 创建转子

(1) 依次单击Draw→Cylinder命令，创建圆柱体

在绝对坐标栏中输入：X=0，Y=0，Z=0，并按Enter键

在相对坐标栏中输入：dX=25.4，dY=0，dZ=25.4，并按Enter键 在属性对话框中Name:Shaft

(2) 依次单击Draw→Cylinder命令，创建圆柱体

在绝对坐标栏中输入：X=0，Y=0，Z=0，并按Enter键

在相对坐标栏中输入：dX=38.1，dY=0，dZ=25.4，并按Enter键 在属性对话框中Name:Inner_arm

(3) 选中Inner_arm和Shaft，依次选择菜单栏中Modeler→Boolean→Subtract命令，对

几何进行减运算，此时弹出Subtract对话框 a. 在Blank Parts中选中Inner_arm实体 b. 在Tool Parts中选中Shaft实体 c. 单击OK按钮

4. 创建转子上的两磁极

(1) 依次单击Draw→Box命令，创建长方体

在绝对坐标栏中输入：X=-12.7，Y=0，Z=0，并按Enter键