Maxwell电磁阀、断路器、电气柜等电气设备的电场和电磁运动受力仿真：结构仿真、电磁仿真、电场强度分析和电磁-结构-温升多物理场耦合分析

服务描述：

1.提供电磁阀、电磁铁、继电器、断路器、接触器、动作器、变压器等电磁产品的电磁力和运动的电磁仿真
2.提供低压电器、高压电器、包括空气断路器、真空断路器和电气柜中的触头电动斥力分析，优化产品结构
3.提供中压设备环网柜、充气柜、等电气柜的电场仿真和高压设备绝缘子和连接器等设备的电场仿真
4.提供温升仿真分析，包括电气设备中电气柜、断路器、熔断器、PCB箱体等结构的温度场仿真分析
5.提供结构强度仿真分析，ANSYS基础内容，包括材料非线性、接触设置、拓扑优化、焊接等
6.耦合场分析，电磁-结构的耦合分析，应用于短路电流导致的电气设备的弯曲变形应力分析
7.电磁-温升等高频导致的涡流发热物理场耦合仿真分析
8.温升-结构导致的热膨胀变形类分析

擅长领域：

1.Maxwell外部电路和运动部分的耦合分析，瞬态分析考虑运动电磁力作用下的运动速度，优化线圈、结构等参数

2.精通断路器电动斥力分析中的触头简化原理，考虑洛伦兹力和霍姆力导致的电动斥力的不同，优化产品结构

3.掌握温升仿真中电子设备的触点的温升考虑因素，包括接触电阻、接触压力、材料特性等影响温升的因素

3.提供电磁铁、继电器、断路器、接触器、动作器、电气柜等电磁产品的电磁力和运动计算仿真

4.simplorer和Maxwell的耦合场仿真

5.电场强度仿真，针对于中压和高压设备

成功案例：

1. 基于Maxwell的接触器吸合力动态仿真过程分析

分析条件：线圈通交流电压，考虑分磁环的情况下，考虑动铁芯弹簧等因素下的移动过程

a.磁场强度随时间的变化过程

b.接触器的输入电压和接触器线圈电流随时间变化过程

分析结果显示输入电压为正弦变化过程，而线圈中的电流值为电压/电阻，后期由于电感的效果，其相位有滞后效果，而动铁芯在闭合后，由于其电磁场强度增大，电感增强，其电流值显著下降。如上图所示

C.接触器动铁芯受磁场力随时间的变化过程

动铁芯的受力随着电流的变化而相应的变化，但是随着动铁芯的闭合，磁场强度增大之后，电流值虽然下降，但是磁场力显著增大，如图中红线所示

d.分磁环感应电压和电流随线圈电流变化曲线

图中红色线为线圈的电流，相应的蓝色线为分磁环中的感应电压，而棕色线为分磁环中的感应电流，图中可以看到电压和电流是几乎是同步的

e.动铁芯位移过程

 图中可以看到铁芯在大约5ms时刻开始移动，在17ms时刻达到闭合位置，相应的会有一些震动，位移曲线出现一些抖动，之后则保持闭合状态不再分开，分磁环起到作用。

2. 电磁铁运动和温升耦合仿真---Maxwell的静态、瞬态和Icepak耦合仿真

某动作器，完成了衔铁在电磁力的作用下的运动过程，获取其���动过程查看闭合时间，获取电磁力随时间变化的曲线。然后计算稳态闭合状态下的电磁铁功耗，后面使用Maxwell中的Icepak功能完成动作器的温升，获取相应的温度分布和流场分布。

模型如图所示

1.瞬态运动分析

动作器在线圈通电状态下，其周围产生磁场，将上方的衔铁吸合，其设在采用瞬态方法，计算在短时间时间内的运动状态，本例计算了1ms的时间，电流采用1000*4A，衔铁考虑了其重量和转动惯量的影响，转动惯量可以将模型导入到ansys结构分析中，查看在对应坐标系下的转动惯量，分析结果如图所示

分析结果显示衔铁在0.95ms左右闭合，速度逐渐增大，另外衔铁受到的扭矩可以看到随着闭合其受力显著增大

2.静态磁场分析

取值闭合状态进行静态磁场分析，获取其磁场分布和功率损耗

3.温升分析

在Maxwell中插入Icepak模块，将磁场分析模块的模型**进来，设置网格划分的水平，设置空气域的边界条件，然后设置相应的发热功率EMloss，读取本次磁场分析的模型，软件自动读取功耗，设置setup，设置相应的流体分析收敛数值

3. MCCB触头电动斥力的分析与优化 

将MCCB的触头分开，那么触头之间产生电弧，在ANSYS分析中能够更好的获取电弧的运动趋势，观察电弧将进入栅片的过程，进而为灭弧室的设计提供重要的理论依据

温度变化过程如图所示，温度显示高温电弧在触头打开后，电弧在触头之间产生，电弧在电动力的作用下进入栅片，电弧在栅片的作用下分割，导致电弧电压升高，当供电电压过零点的时候，电弧可以很好的熄灭。

电流变化过程如图所示，电流密度变化可以很好的显示电流的变化过程，通过红色的深浅方式来显示，可以达到较好的效果，能够更好的展示栅片切割电弧的作用

电压出现下降趋势，结果如图

电弧采用等值面的方式显示

采用的动网格显示效果如图所示

获取电压的变化���程云图，电弧进入栅片，动静触头打开，电弧电压上升，该过程能够很好的变化电流运动过程，查看其效果观察栅片的布局合理性，观察电压变化过程，为灭弧室设计提共很好的支撑，在实际产品中，电弧电压升高，那么电流会强制减少，达到限流的目的，当供给电压过0点的时候，其电弧会熄灭。

4. workbench中橡胶压缩变形仿真

5. Workbench中金属冲压成型仿真

采用二维轴对称方式选择片体结构进行分析，动模在上，向下移动，工件受到挤压变形，中间过程产生重画网格，最终工件达到所需要的形状

通过结果可以查看零件受到挤压之后的形状和中间变形过程，本实例可以看到模型受到挤压，向外侧流动，填充满侧面腔体结构，中间过程如图所示

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电磁脱扣器的电磁运动仿真分析 

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