了解不同电磁仿真类型中的电容报告

使用 Ansys Maxwell 执行电磁仿真时，电容的报告方式因仿真类型而异。本文阐明了这些约定，以防止误解。

仿真类型和电容报告

2D XY （平面） 模拟

• 报告每单位长度的电容（通常为 pF/m）
• 假设在 z 方向上无限拉伸
• 常见应用：
  • 电动机（横截面垂直于轴）
  • 传输线
  • 在横截面中查看 PCB 走线
• 要获得总电容：
  • 将报告的值乘以实际设备长度（以米为单位）

例：

• 如果仿真报告 106.45 pF/m
• 对于 10 毫米长的设备
• 总电容 = 106.45 pF/m × 0.01m = 1.0645 pF

2D 轴对称 （关于 Z） 仿真

• 报告绝对电容 （pF）
• 自动考虑完整的 360° 旋转
• 常见应用：
  • 同轴电缆
  • 圆柱形电容器
  • 旋转对称结构
• 无需乘以任何因子
• 报告值是完整 3D 结构的总电容

3D 模拟

• 报告绝对电容 （pF）
• 模型完整的几何图形
• 无需缩放或乘法
• 报告值为总电容

实例

电机分析

对于电动机仿真：

1. 使用 2D XY 平面仿真
2. 如果仿真报告 100 pF/m，电机堆长度为 50mm：
3. 总电容 = 100 pF/m × 0.05m = 5 pF

同轴电缆

1. 使用 2D 轴对称仿真
2. 如果仿真报告 2 pF
3. 这已经是整个结构的总电容

验证准则

仿真类型之间的交叉检查

将 2D XY 平面与 3D 结果进行比较时：

• 3D 结果应与 2D 结果×长度匹配
• 例：
  • 2D XY 报告 100 pF/m
  • 对于 10 mm 长度
  • 3D 应报告 ≈ 1 pF

结论

了解这些报告约定对于正确解释仿真结果至关重要。始终验证您正在使用的模拟类型，并仅在需要时应用适当的缩放因子。