1、新建一個工程,打開軟件,點擊上方Maxwell,選擇Maxwell 3D建模。
圖1: Maxwell 3D文件建立
2、先選擇求解的類型,點擊上方Maxwell 3D—Solution Type,選擇渦流場Eddy Current。
圖2: 選擇渦流場求解器
3、進行參數化建模,在上方的Project—Project Variables中能夠添加及修改各項參數,PFC電感所需要的參數如右圖所示。具體步驟為:選擇Add,設置參數名稱Name、Unit Type選擇Length(直接輸入字母L即可彈出),單位mm、輸入Value,點擊OK--應用后設置成功。其中部分符號包括$、*、+等。
圖3: 設置變量參數
4、接下來畫磁芯。PFC電感器磁芯近似為同心圓柱體,通過大圓柱體減去小圓柱體得到,點擊Draw中的圓柱體后,選擇圓柱體中心點后,鼠標沿著X軸或Y軸確定半徑后單擊鼠標左鍵確定,鼠標沿Z軸移動確定高度,同理繪制小圓柱體。
圖4: 磁芯模型繪制
5、將磁芯內外徑參數化。在Model中雙擊Cylinder(大圓柱)目錄下的CreateCylinder進行半徑的設置,在Radius一欄輸入[$+參數名],如$Ro,在Height一欄設置磁芯高度,如2*$h,具體數值可以在第三步操作中設置(記得輸入$符號)。Cylinder2小圓柱同樣進行設置。
然后選中外面的圓柱體減去內部的圓柱體得到磁芯模型。(先選中外面的,然后按住Ctrl,選中內部的,最后單擊Subtract--OK)
圖5: 磁芯模型繪制
6、之后進行繞組的繪制。先繪制繞組的路徑,再繪制繞組橫截面后,沿繞組路徑進行掃描后得到目標繞組。具體實施步驟如下:在X方向距離磁芯的外徑距離為$l1畫一條平行與磁芯的導線,這里$r1代表導線半徑(可以先任意畫一條線,再設置參數,具體參數如左圖所示)。再選中此導線沿Z軸正方向旋轉角度$deg2的一半,$deg2的值為360/28,單位deg。具體步驟為:先單擊選中導線,單擊Rotate,在Angle中鍵入$deg2/2,單擊OK。
圖6: 繞組繪制
7、接著繼續選中這根導線,點擊旋轉復制,在彈出來的框中輸入旋轉的角度$deg2以及導線的數量28,之后點擊OK。
圖7: 繞組繪制
8、在X方向距離磁芯的內徑距離為$l2畫一條平行與磁芯的導線, $r1同樣代表導線半徑。再選中此導線沿Z軸正方向旋轉角度$deg2的一半。接著與步驟1)相同,選中這根導線,點擊旋轉復制,在彈出來的框中輸入旋轉的角度$deg2以及導線的數量28。之后點擊OK。
圖8: 繞組繪制
9、如圖所示用鼠標連接內外導線頂部,之后與步驟7一樣旋轉復制這條導線。
圖9: 繞組繪制
10、用鼠標連接內外導線底部,具體點位如圖所示,之后同樣旋轉復制這條導線,注意此處只復制27條導線。
圖10: 繞組繪制
11、在X方向距離磁芯的外徑距離為$l1畫一條平行與磁芯的導線。之后直接旋轉復制,先正方向復制14次,再負方向(角度鍵入-$deg2)復制13次。
圖11: 繞組繪制
圖12: 繞組繪制
12、在磁芯的內徑方向畫一條平行于磁芯的導線,具體參數如下。之后旋轉復制,正反向分別14次。
圖13: 繞組繪制
13、如圖所示用鼠標連接內外導線頂部,之后旋轉復制這條導線,同樣正反方向分別14次。
圖14: 繞組繪制
14、用鼠標連接內外導線底部,具體點位如圖所示,之后正方向旋轉復制這條導線,注意此處復制27條導線。
圖15: 繞組繪制
15、繪制兩條導線將內外兩繞組連接起來,先繪制平行于Z軸的線,其坐標如下圖。再用鼠標將圖中標出的兩點連接。
圖16: 繞組繪制
16、檢查各導線首尾緊密相連后,使用Units將所有線聯合。
圖17: 繞組繪制
17、最后一步,將繪制的線轉換為導線。具體步驟為:畫一個與任意一段導線垂直的正十二邊形或正六邊形,作為導線的截面,選擇如圖所示圖標,先隨便畫一個,在彈出的窗口中輸入12或6,之后調整其中心點和頂點位置,具體數值如下圖。
圖18: 繞組繪制
18、選中聯合的導線與導線截面,點擊紅圈標出的圖形,單擊OK,即可完成拔模。
圖19: 繞組繪制
19、最后給磁芯賦予材料,單擊磁芯,右鍵選擇add material ,將相對磁導率60輸入;給繞組賦予材料,同樣的操作,然后選擇copper即可。
圖20 :繞組材料設置