第四章电磁分析.pptVIP

用 ANSYS/Emag进行电磁场分析 版本5.5 (001172) 用 ANSYS/Emag进行电磁场分析 版本5.5 (001172) 第四章电磁分析 第1页，共39页，编辑于2022年，星期二 三维（3D）模拟 在很多情况下，电磁场分析要以三维（3D）方式进行模拟 没有完全轴对称的模型 衔铁上的通气孔 定子 周期性截面 线圈区域 靠近孔的饱和区非轴对称 * 第2页，共39页，编辑于2022年，星期二 三维（3D）模拟 除Z轴方向外，模型还有其他方向的电流 不同电流方向的多个汇流排 * 第3页，共39页，编辑于2022年，星期二 三维（3D）模拟 具有平面和轴对称组合部件的模型 衔铁外形复杂 平面型定子 具有确切外形的衔接和廉价迭片定子的致动器 线圈区域 * 第4页，共39页，编辑于2022年，星期二 三维（3D）模拟 轴向非均匀的模型 10极永磁电机，建立了2极模型 定子、永磁体和转子具有不同轴向长度 永磁体 转子 定子 * 第5页，共39页，编辑于2022年，星期二 正如二维（2D）模拟一样，三维模拟功能也包括静态、交流和瞬态分析 缺省的线性材料为各向同性（只赋予MURX值） 三维（3D）材料选项包括对于所有三个方向的正交各向异性选项MURn 和RSVn（n表示X、Y、Z三个方向） BH磁化曲线能用于磁导率正交各向异性的任一个方向，其余方向为常数 在某正交各向异性方向应用BH曲线时，该方向的MURn应设置为零（只在正交各向异性材料中要求如此） 三维单元包括远场边界单元 与二维模拟相同，也支持复杂组合的物理区域 交流分析的绞线导体与块导体 电压与电流供电 复杂铁磁区域 * 第6页，共39页，编辑于2022年，星期二 具有模拟三维模型运动的功能 周期性边界条件 改变线圈电流 不相同网格 执行动画文件: mach3d.avi观察转子转动画 10极永磁电机，输入正弦电流 * 第7页，共39页，编辑于2022年，星期二 单元列式直接影响到模拟的各个方面 施加通量垂直和平行边界条件 何为自然边界条件？ 何为自由度约束？ BH数据对收敛敏感性的影响 ν - B2 曲线与μ - H 曲线 模拟激励的方法（绞线圈） 可在模型中包含铁磁区 模型中的铁磁-空气界面 后处理 通量计算（电动势（EMF）计算的起始点） “磁力线”显示 三维模拟使用多种单元列式 * 第8页，共39页，编辑于2022年，星期二 三维（3D）模拟功能包括三种单元列式类型 标量势单元列式（静态1 ）[SOLID96] 简化标势法(RSP)用于没有线圈的铁-空气界面模型 差分标势法(DSP)用于具有单通量路径的铁-空气界面模型 通用标势法(GSP)用于具有多通量路径的铁-空气界面模型 单元边列式（静态、交流、瞬态) [SOLID117] 包含任意铁磁区域 周期对称模型必须为全模型-不能有耦合 磁矢量势 (MVP) 列式（静态、交流、瞬态） [SOLID97] 无铁磁区域 (1) 如果模型中还有矢量势和界面单元 INTER115，标量法能用于交流和瞬态模拟 * 第9页，共39页，编辑于2022年，星期二 标量势单元列式 自由度: MAG 通量垂直边界条件： MAG 自由度必须被约束或耦合 通量平行边界条件： 这是自然边界条件，不要求施加。这种边界条件施加到模型边界上，不采用约束或耦合。有相应的菜单来施加标量法的通量平行条件，但只是一个注意项而已，无须使用。 分析中BH曲线的使用 必须检查μ-H 曲线，保证其是“光滑”的 * 第10页，共39页，编辑于2022年，星期二 μ-H曲线由下面菜单绘制 Utilityplotdata tables 曲线上没有波纹，求解收敛性就很好 选择 OK * 第11页，共39页，编辑于2022年，星期二 标量势的激励是基于Biot-Savart 计算的，使用预先定义的线圈形状-sourc36单元。因此，对应于线圈或杆导体的有限元区域不必直接建模（象二维磁矢势分析那样） sourc36单元的帮助文件中对线圈原型定义 * 第12页，共39页，编辑于2022年，星期二 线圈原型常用于某些类型的致动器，但多数情况下，该线圈以ARC 型和 BAR型相组合构成“跑道”形线圈 本章后面对此有详细描述 ARC型 构成跑道形线圈转角 BAR型构成跑道形线圈 直边 * 第13页，共39页，编辑于2022年，星期二 sourc36单元定义 它们不要求连接成连续单元 三个节点用于定义线圈原型的取向和一个特征长度 在单元实常数中定义导体厚度和电流（安匝数），模型中所用厚度相应于导线位置而不是绝缘厚度 电流流向 对于图示线圈： 线圈长度: .05 m 厚度 .02 m 线圈中间点半径 .10 m 取向: 沿+