Electronics Premium Maxwell功能概览

一、Maxwell功能

1、ANSYS Maxwell是一个高性能的交互式软件包，使用有限元分析(FEA)来解决电磁问题。

2、Maxwell通过在有限空间区域内以适当的边界条件和用户指定的初始条件求解麦克斯韦方程组来求解电磁场问题，从而获得保证唯一性的解。

3、根据所选择的求解器，选用适当的方程及其项，如静电、静磁、涡流和磁或电瞬变等。

4、自动自适应网格剖分

用户仅需指定求解模型的几何尺寸、材料属性和期望的输出结果，即可采用 Maxwell 广为验证的自动自适应网格剖分技术跳过繁琐的有限元（FEA）网格设置和改善优化环节，让用户机构各层次的高级数值分析均变得切实可行。 Maxwell 采用高鲁棒性体网格剖分技术和多线程运行功能，减小内存使用量，并加快仿真速度。

5、ANSYS Optimetrics

ANSYS Optimetrics将参数化、优化算法、灵敏度分析和统计嵌入到 Maxwell仿真中，用户可以通过将模型的几何尺寸、材料常数等参数设成变量，通过在 Optimetrcis 中进行参数化扫描分析，研究几何形状与材料变化对产品性能的影响，从而优选最佳设计方案。此后，在参数化分析的基础上，用户可以利用软件自带的优化程序，进一步优化设计方案。此外，Optimetrcis 还可以帮助用户在大设计空间范围内了解设备的特点，还可以控制最小制造公差灵敏度，以达到最佳设计性能。

6、标准CAD接口：SAT、SAB、 DXF、DWG。

7、对从外部CAD导入的模型进行分析并自动修复。

8、各种边界条件：对称边界、周期性边界、绝缘边界、阻抗边界等。

9、各种非线性材料：各向异性、永磁体、叠压材料等。

10、铁芯损耗计算。

11、永磁体的充磁和退磁计算。

12、运动求解，基于运动方程式的可变速响应求解。

13、与Maxwell自带的电路编辑器可以动态链接。

14、与机电系统控制软件实现行为级动态耦合仿真。

15、与结构、热、流体仿真器联合实现多物理域仿真。（ANSYS、ANSYS Fluent）

16、可以从辅助设计工具直接读入模型（ANSYS RMxprt、 ANSYS PExprt）

17、作为近场辐射源，链接到高频电磁场求解器计算（ANSYS HFSS）

18、脚本支持(VB、 JAVA、IronPython)

19、批处理求解

20、CAD接口（Ansoftlinks for MCAD）：

IGES、STEP、CREO（原ProE）、Unigraphics、Parasolid、CATIA V4/V5

21、作参数扫描、优化、统计分析（Optimetrics、ANSYS DesignXplorer）

22、多核并行计算（HPC）

23、多核或网络多个计算节点的分布式高性能计算（DSO、HPC、TDM）

二、PExprt功能

1、PExprt是一款Maxwell附带的模块，提供交互式并可以基于器件性能完成磁性器件的初始设计。

2、可计算的参数, 比如绕组损耗, 磁芯损耗, 磁通密度, 直流电阻，交流电阻, Irms 电流, 励磁电感, 漏感, 温升。

3、可考虑复杂影响, 比如趋肤和邻近效应,考虑气隙边缘磁通对能量计算的影响。基于有限元场分析计算绕组损耗和磁芯损耗。

4、PExprt还包括PEmag建模模块，PEmag是一个强大的磁性分析模块，在后台调用Maxwell分析。 PEmag可以对器件的几何尺寸、工作频率和材料进行详细分析，然后提供一个模型用于在Simplorer进行实际电路/系统分析仿真。

5、使用FEA工具以最高精度对设计进行建模和分析

6、使用simplorer在电路系统中评估设计方案中模型的性能

7、磁芯、骨架、绝缘体和导体的标准库允许用户根据确切规格定义模型。

8、库模型包含所有的器件类型，包括EE, EFD, EI, EP, ETD, POT, PQ, RM, UI, UU, Toroidal, 并且可以用来设计平板型磁体

9、使用PExprt, 用户可以设计: 电感, 多绕组变压器, 耦合电感, 反激器件

10、优化结构参数，如铁心尺寸、铁心材料、匝数、气隙长度、线规和绕制策略。

三、RMxprt功能

1、ANSYS RMxprt是专为旋转电机设计提供的一款基于磁路法的强大、快速仿真工具。

2、快速选择电机类型，支持多种多样的电机类型，参数直观快速修改。

3、在电机设计开发流程中，RMxprt适合在第一步中使用，为用户提供非常快速的求解，计算时间短至数秒内。

4、包括空载、额定负载、短路等所有工况完整设计方案结果信息。

5、不同类型的驱动电路技术方式。

6、自动生成可用于直接求解计算的Maxwell 2D/3D有限元设计文件。

7、解析解法，快速耦合/系统仿真，提供一个模型用于在Simplorer进行实际电路/系统分析仿真。

四、Simplorer功能

1、ANSYS Simplorer是一个电路和系统模拟器，能够处理物理结构的数学表示和信号/控制的数学表示。

2、物理结构代表不同物理领域的行为，不仅是电学，还包括磁学、机械、水力学、热学等。

信号/控制的纯数学表示可以是控制块、数学操作、状态空间系统表示、状态机逻辑等。

3、Simplorer可以运行三种类型的分析:瞬态(时域)、交流(频域)和直流(稳态)

4、Simplorer是一个专门为系统分析而设计的环境，通过与ANSYS Maxwell、ANSYS Icepack、ANSYS Fluent、ANSYS SIwave、Simulink©等软件的协同仿真和耦合进行系统分析。

5、Simplorer中的组件是一个有几个属性的框架(或结构):是否由名称和类型标识。

6、包含一个或多个模型(行为定义)，模型也可以使用不同的代码(SML、VHDL、C等)编写。

7、包含一个或多个符号，即组件本身的图形表示。

8、可以有多个终端/引脚，可以是保守的和/或非保守的节点。(非保守节点总是显示方向:进、出或进/出)

9、此外，组件可以有用于输入参数和输出数量/信号(也依赖于时间)的终端/引脚(行为类似于非保守节点)。以时变电阻值作为输入参数，电阻功率损耗作为输出量

10、电路能力：

- 带内置控制的电路设计结构
- 特征化半导体器件建模（Si、SiC）
- 与ANSYS物理建模工具耦合
- SCADE / Simulink / C-code / FMU 联合仿真
- 支持导入 SPICE模型
- 强大的后处理及电路分析功能
- 结合Maxwell/Q3D进行EMI分析

11、系统仿真：

- DC/DC Converter: PExprt/Maxwell 中的磁性建模
- DC/AC Inverter: RMxprt/Maxwell 的电机模型
- Bus Bars / Module: Q3D Extractor抽取寄生参数
- Cables: 2D Extractor 抽取RLCG 参数

12、优化设计功能：

-支持器件参数扫描分析（ Parametric Analysis ）
-支持器件敏感度分析（ Sensitivity Analysis ）
-支持系统最坏情况分析（Worst Case Analysis）
-支持系统统计学分析（ Statistical Analysis ）
-支持系统参数优化分析（ Optimization Analysis ）