Mục lục
MỞ ĐẦU
A. Tổng quan về Maxwell
1. Maxwell là gì?
2. Các vấn đề chính được giải quyết
B. Các ví dụ mô phỏng
I. Magnetic Force
II. Inductance Calculation
III. Stranded Conductors
C. Kinh nghiệm thu được
D. Tài liệu tham khảo

MỞ ĐẦU
Maxwell là một phần mềm mô phỏng công nghiệp, được phát triển bởi
Ansoft-một tập đoàn hang đầu trong lĩnh vực thiết kế các phần mềm mô
phỏng. Vì vậy đề tài “ Tìm hiểu phần mềm mô phỏng Maxwell” giúp em có
cơ hội học hỏi một phần mềm mô phỏng có nhiều ứng dụng to lớn trong
công nghiệp. Trong đề tài này, em đã hiểu khái quát chức năng, cách cài đặt
cũng như sử dụng phần mền. Em đã thực hiện một số ví dụ mô phỏng trên
phần mềm và thu được kết quả tương đối chính xác.
Tuy nhiên một số ví dụ mô phỏng cho kết quả có sai số tương đối lớn. Em sẽ
cố gắng tìm hiểu và hoàn thiện trong thời gian tới. Em mong nhận được
những đóng góp quý báu của các thầy.
Em xin chân thành cảm ơn.
A. Tổng quan về Maxwell
1. Maxwell là gì?
Maxwell là một phần mềm mô phỏng,được đánh giá là phần mềm mô
phỏng trường điện từ hang đầu dành cho kĩ sư,chuyên về thiết kế và phân
tích các thiết bị cơ và điện trường trong động cơ,bộ truyền động,máy biến
áp,cảm biến và cuộn cảm. Maxwell sử dụng phương pháp phần tử hữu
hạn để giải quyết các vấn đề liên quan tới trường điện,trường điện từ tĩnh

- Trường không ổn định

B. CÁC VÍ DỤ MÔ PHỎNG
I. Magnetic Forcevis
Ví dụ này được thiết kế nhằm cho ta hiểu được làm thế nào tạo ra phân
tích từ trường của một nam châm vĩnh cửu để xác định lực tác dụng lên
một thanh thép bằng cách sử dụng một bộ giải từ trong Maxwell Ansoft
3D
a. Tạo project
- Chọn File > New, chọn Insert Maxwell 3D Design để tạo mô phỏng
3D.
- Chọn giải pháp Maxwell 3D > Solution Type, chọn Magnetostatic.
- Thiết lập đơn vị Modeler > Units, chon mm.
- Thiết lập vật liệu : Trên thanh công cụ, chọn select rồi chọn
Steel_1008.
b. Tạo lõi
- Vẽ một hình hộp Draw > Box, nhập tạo độ điểm bắt đầu X=0.0,
Y=0.0, Z=0.0. Nhập các thông số dX=10.0, dY=-30, dZ=10.0 .
- Sao chép khối hộp Edit > Dupluicate Along Line. Nhập điểm bắt đầu
X=30.0, Y=0.0, Z=0.0 . Nhập các thông số dX=10.0, dY=-30.0,
dZ=10.0 .
- Tạo lõi Draw > Box, vị trí X=0.0, Y=-30.0, Z=0.0 và dX=50.0, dY=
-10.0, dZ=10.0.
- Đặt tên : Trong cửa sổ Properties chọn Attribute, ở hàng tên đổi
thành Core.
c. Gộp các thành phần lõi
- Lựa chọn vật thể : Edit > Select All.
- Modeler > Boolean > Units.
d. Sao chép lõi
- Edit > Dupluicate Mirror, vị trí bắt đầu X=0.0, Y=10.0, Z=0.0 và

- Chọn tấm vật thể 2D để kích thích Edit > Select > By Name > Coil,
chọn miền tọa độ Modeder > Susface > Section, chọn XY.
- Tách rời vật thể Modeler > Boolean > Separate Bodies, xóa những
tấm phụ gần nhất với thanh, đặt tên cho những tấm càn lại.
- Thiết lập kích thích Maxwell 3D > Excitations > Assign > Curent.
Nhập vào Name : Curent Value : c1, Type : Stranded. Sử dụng
Swap Direction để chọn chiều dương là chiều của trục Z. Trong cửa
sổ Add Variable chọn 100A.
k. Tính toán lực
- Chọn vật thể Edit > Select > By Name, chọn Bar.
- Tính toán lực Maxwell 3D > Parameters > Assign > Force >
Virtual.
l. Thiết lập vật liệu
- Chọn vật liệu NdFe35
m. Tạo nam châm
- Draw > Bow, vị trí bắt đầu X=0.0, Y=-5.0,Z=0.0 và dX=10.0, dY=-
20.0, dZ=10.0.
- Trong cửa sổ Properties, mục Attribute chọn Magnet.
- Lựa chọn đối tượng loại bỏ Edit > Select > By Name, chọn
Magnet,Core.
- Chọn Modeler > Boolean > Subtract, chọn Black Parts : Core, Tool
Parts : Magnet. Chọn Clone tool object before subtracting.
n. Tạo hướng nam châm
- Tạo hệ trục Edit > Select > Faces. Chọn mặt trên của tấm nam châm,
chọn Modeler > Coordinate System > Create > Face CS, nhập tọa
độ tâm X=10.0, Y=-5.0, Z=10.0 và dX=0.0, dY=-20.0, dZ=0.0.
- Thay đổi đặc tính Maxwell 3D > List. Trong cửa sổ List chọn hàng
Magnet, chọn Properties, trong cửa sổ mới xuất hiện, mục
Orientation chọn FaceCS.
o. Thiết lập vật liệu

Results, chọn tab Profile để xem.
w. Vẽ đồ thị của lực ở mỗi dòng điện
- Tạo một báo cáo Maxwell 3D > Results >Create Magnetostatic
Report > Rectangular Plot, chọn Solution : Setup1 : LastAdaptive,
Paramater : Force 1. Trong tab Trace, chọn Category : Force,
Quantity: Forec_x, Funciton :<none>, chọn New Report.
Kết quả thu được :
Đồ thị lực ở mỗi dòng điện.
Mật độ dòng chảy trên tiết diện ở mỗi dòng khác nhau.
II. Inductance Calculation
1. Mục đích
Ở ví dụ này chúng ta sẽ mô phỏng và tính toán dòng điện tự cảm và hỗ cảm giữa
các cuộn dây có dòng điện chạy qua
Chúng ta sẽ sử dụng nguồn điện 3 pha và 3 cuôn dây cho mỗi pha.
2. Cơ sở lí thuyết
- Khi thong lượng từ trường qua 1 vòng dây biến thiên thì sẽ sinh ra 1 dòng điện
trong vòng dây sao cho từ trường do dòng điện sinh ra chống lại sự biến thiên của
từ trường bên ngoài. Từ trường bên ngoài do 1 cuộn dây khac sinh ra thì gọi là hiện
tượng hỗ cảm, từ trường biến thiên do chinh cuộn dây đó sinh ra thì gọi là hiện
tượng tự cảm.
- Công thức tính:
I = L
11
.I
1
+ L
12
.I
2
+ …

hợp dây dẫn bị mắc kẹt một cách cố ý bằng bộ giải từ trong Maxwell
3D.
Lí thuyết : giải quyết vấn đề từ tính.
Khi sử dụng Solver Magnetostatics, với các nguồn hiện tại, Ta gỉa định
các điều kiện sau:
- Dòng mật độ phân bố đồng đều trên mặt cắt ngang của thiết bị đầu
cuối
- Hướng của dòng điện được chỉ như trên thiết bị đầu cuối. Thay đổi
hướng bằng cách sử dụng Swap Direction
- Người giải không biết cuộn dây có bao nhiêu vòng nên giá trị sử dụng
chỉ là đại diện cho tổng cường độ dòng điện- số vòng.
- Giá trị Ampere_Turns sử dụng để xác định nguồn hiện tại được sử
dụng để tính toán mật độ dòng hiện tại, theo phương trình :
Trong đó : I : tổng số ampere_turns
J : vector mật độ dòng (A/m2)
S : diện tích của thiết bị đầu cuối (m2)
n : vector đơn vị
Mặc dù Magnetostatics Solver sử dụng vector mật độ dòng như điều
kiện đầu, nó không giải quyết trực tiếp như là một phần ma trận giải
pháp đầu ra. Ta có thể tính J thông qua công thức : J = ^H . trong
đó H là từ trường.
a. Tạo Project
- Trên cửa sổ Ansoft Maxwell chọn File > New
- Từ menu Project chọn Insert Maxwell Design
- Maxwell > Solution Type > Magnetostatic.
- Thiết lập đơn vị : Modeler > Units > mm.
- Thiết lập vật liệu : Trên thanh công cụ 3D Modeler Materials chọn
Select. Trong cửa sổ Definition chọn Steel.
b. Tạo Rotor ( trục quay ).
- Draw > User Defined Primitive > Sislib > Rmxprt > SRMCore

e. Tạo thiết bị đầu cuối
- Edit > Select > By Name > Stator_1
- Mục Object : Modeler > Subface > Section. Mục Place chọn XY.
- Separate Bodies : Modeler > Boolean > Separate Bodies.
- Delete : Edit > Delete
- Section Coil : Edit > Select > By Name > Section_1
- Thiết lập kích thích : Maxwell > Excitations > Assign > Curent,
trong Curent Excitation chọn General :
Name : Curent1
Value : 3750A
Type : Atranded
- Xác lập ranh giới : Tools > Options > Maxwell Options > General
Options > Duplicate boundaries with geometry
f. Thay đổi thuộc tính
- Maxwell > List > chọn hàng Stator_1 > Properties :
Name : Coil
Material : Copper
- Chọn hàng của Section1 > Properties :
Name : Terminal
g. Tạo bản sao của Coil và Terminal
- Edit > Select > By Name > Coil,Terminal
- Tạo bản sao : Edit > Duplicate > Around Axis, trong cửa sổ
Duplicate Around Axis chọn :
Axis : Z
Angle : 45deg
Total Number : 8
h. Thiết lập vật liệu
- Chọn Vacuun
i. Tạo vùng
- Draw > Regular Polyhedron, nhập

1. completeMaxwell3D_V12, Maxwell Ansoft.
2. Ansoft_Maxwell-2D-V12-UserGuide, MaxwellAnssoft.
3. Htt;p://www.advantech.vn