过大的齿槽转矩会造成电机转矩波动、产生噪音和振动,是永磁电机高精度高性能优化设计的关键因素。研究中以某4槽10极汽车座椅永磁有刷直流电机为例,通过建立电机相应的电磁场模型以及理论分析,探究了电磁力、永磁体的极弧系数和偏心距参数对电机振动的影响,提出了减小齿槽转矩的电机结构综合优化方案。通过Ansoft Maxwell电磁仿真与实验测试,验证了所设计方案的有效性;与原设计相比,优化结构后的电机,齿槽转矩降低了85.95%,振动减小了80%,噪音减小了11%。

缓冲器作为一种吸能元件广泛应用于轨道交通、航空航天以及船舶等行业,基于涡流原理研制出一种耐高速冲击电涡流缓冲器,并应用MAXWELL软件对影响电涡流缓冲器阻尼力的各参数进行仿真计算,通过冲击试验研究缓冲器动态性能及影响电涡流缓冲器阻尼力的关键因素,验证仿真计算结果的准确性,最终研制出一种新型的耐高速冲击电涡流缓冲器,并为后续缓冲器的结构设计提供理论和试验依据。

高压气动电磁阀在船舶柴油机起动系统中有着至关重要的作用,其响应特性是保障柴油机可靠和迅速起动的关键因素之一。首先,基于电磁有限元仿真软件ANSYS Maxwell对船用柴油机起动电磁阀的响应时间进行仿真分析;其次,采用国际标准ISO 12238和电磁阀阀芯位移试验验证优化前后仿真模型的精确度。结果表明,电磁阀在工作电压24 V和气隙1.1 mm时,开启和关闭响应时间分别为31.3 ms和43.3 ms。最后,通过Maxwell软件自带的参数化等功能进行了性能优化设计,研制了气动电磁阀专用试验系统并开展了性能试验;结果表明电磁阀在工作电压为28.8 V时,电磁阀开启响应时间加快5.9 ms;在5个500匝线圈并联时,电磁阀开启响应时间加快16.3 ms,满足船舶柴油机起动系统要求。

针对3种不同结构的平板式横向磁场永磁电机（TFPM），对其“力-位移”特性和定位力特性进行了研究。首先分析了平板式TFPM的结构与磁通路径，对单相通电时的电磁力、磁共能与转子位移之间的关系进行理论计算，再应用Maxwell软件对平板式TFPM的3种典型结构的电磁场进行分析，求得了这3种结构在一定电枢电流下电磁力随电角度变化的关系曲线。通过对比有限元计算与理论分析的结果，验证了理论分析的正确性。最后通过对不同结构的推力特性的分析比较，设计出一种较优的平板式结构样机，并对其做了实验测试。

磁流体密封装置中的密封间隙、极齿结构参数、极齿级数等对密封能力均有影响。本文首先分析磁流体密封原理,结合企业所给磁流体密封装置参数建立模型,应用Maxwell分析软件对模型进行分析计算,得出磁流体密封结构中磁场强度及其分布情况。分析讨论磁流体密封结构中极齿结构参数、极齿数量、密封间隙对磁场强度的影响,并总结其中的规律。分析结果表明一定范围内,磁场强度随着极齿磁极角度数的增加先增大后减小;极齿级数越多,磁场强度越大;密封间隙越大,磁场强度越小。本文提供了使用Maxwell仿真分析软件进行磁场分析计算的参考。

通过对微型低功耗电磁铁结构进行Maxwell建模仿真,模拟可得力—行程曲线、磁感应强度分布、磁力线分布。结果表明,选择电磁铁行程为0.2 mm时,可大大降低功耗,并且使力-行程之间保持一个非常平滑的关系,这样就确保了电磁铁即使在恶劣环境条件下也能正常吸合,并经试验验证,仿真误差较小,对电磁铁工程化应用具有重要参考意义,可提高产品研制效率。

以二位三通气动电磁阀为研究对象,详细介绍了其工作机理并对磁路进行理论分析。通过ANSYS Maxwell软件建立其二维电磁场分析有限元模型,并进行瞬态运动仿真计算,分析多电磁参数(主气隙宽度、铁磁材料、动铁芯直径、弹簧预紧力、刚度以及线圈加载方式)对电磁阀瞬态响应特性的影响。搭建实验平台,测试线圈加载方式对电磁阀瞬态响应特性的影响,进一步验证了仿真分析的准确性。为类似电磁类产品的设计研发提供了充实的理论依据。

永磁调速器是一种利用涡流效应传递扭矩，通过调节耦合面积调节转速的新型节能调速设备。为了提高现有永磁调速器的输出转矩．对径向永磁调速器的磁场和输出转矩进行了分析研究。在电磁场理论和贝塞尔函数的基础上建立了数学模型，得到了导体上涡电流密度的影响因素。利用Ansoft Maxwell软件对永磁调速器输出转矩进行动态仿真，得到了气隙、导体形状、磁极对数、转速差与输出转矩的影响关系。通过对永磁调速器耦合长度进行实验，验证了仿真分析的可靠性。为永磁调速器的结构优化提供了理论依据。

介绍了一种永久磁铁励磁的新型阀用动磁式电机械转换器，通过采用动磁式设计和异形导磁心设计，提高了动态响应速度。基于Ansoft Maxwell 2D软件，对电机械转换器的静态性能和动态性能进行了仿真分析。分析表明，该电机械转换器输出力平稳，线性度高，动态响应迅速，可以满足高响应比例阀的驱动要求。

基于Ansoft公司的Maxwell2D的仿真环境建立液压电机叶片泵电机和普通三相异步电动机的仿真模型对两种电机的起动瞬态特性进行仿真分析结果表明液压油对电机瞬态起动性能有影响。仿真结果可用来指导液压电机叶片泵电机的设计。