Ansys Maxwell：磁耦合器 - 扭矩与角度分析
在这篇博文中，我展示了如何使用静磁解算器在 Ansys Maxwell 中对磁耦合器进行建模和分析，以了解扭矩和磁通密度分布如何随机械角度而变化。我们可以改变和扫描任何“非时变”输入参数，以分析静磁解算器中扭矩或力如何随机械角度而变化。通过用电磁铁代替定子永磁体，可以轻松将此模型转换为轴向磁通电机。
分析功率性能需要“时间”，这可以通过磁瞬态求解器实现。
几何学
RMxprt 用于自动创建 3D 轴向磁通电机模型，并对该模型进行了一些简单的修改，以创建此磁耦合器模型。选择转子并分配“旋转”操作，并在定义中使用角度变量“$Theta”。
参数
选择转子，右键单击，转到“分配参数”，选择“扭矩”，然后选择虚拟扭矩，因为我们正在计算永磁体的扭矩。洛伦兹扭矩用于电磁铁。
变量与优化
右键单击“Optimetrics”，添加“参数”，然后添加“扫描”。“$Theta”的定义如下所示。求解器将在扫描的每个角度进行求解，并允许扭矩参数随此角度变化。
磁铁
在这个模型中，磁铁的 B 场要么指向正 z 方向，要么指向负 z 方向。永磁体使用两种材料，一种材料的 z 分量为正，另一种材料的 z 分量为负。不同的磁铁以交替方式放置在转子和定子中的铁芯周围。
B 场指向正 z 方向。
B 场指向负 z 方向。
网
磁瞬态模型中的网格需要圆柱间隙处理和频带分配来模拟运动和功率性能。但是，静磁解算器不需要这些分配，因为没有模拟运动。我们只是使用角度参数分析扭矩如何随机械角度变化。
结果
下面是 B 场分布的动画，以及用角度变量和扫描定义定义的转子扭矩与机械角度的关系图。当同性磁铁在转子和定子中对齐时，磁铁的南北相对，并产生吸引力。当相反的磁铁对齐时，情况正好相反。扭矩在一个区域朝一个方向（当将吸引的磁铁拉离彼此并向排斥的磁铁推向彼此时），扭矩在另一个区域朝另一个方向（将排斥的磁铁拉离彼此并向吸引的磁铁推向彼此）。这些区域在定子周围的定子磁铁之间周期性变化。
