《ANSYS电磁场分析培训解读.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《ANSYS电磁场分析培训解读.ppt（19页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第二章第二章第第2节节二维静磁学二维静磁学EMAG EMAG 模拟的概念模拟的概念模拟的概念模拟的概念模型边界条件有模型边界条件有:磁通量垂直磁通量垂直磁通量平行磁通量平行周期性对称周期性对称*偶对称偶对称奇对称奇对称根据单元方程式施加边界条件根据单元方程式施加边界条件矢量矢量(2D 或或3D)标量标量(3D)基于单元边基于单元边(3D)*在第在第2章来讨论章来讨论简单励磁的平面模型简单励磁的平面模型AABB 线圈线圈(象征性的象征性的)铁芯铁芯空气空气2用 ANSYS/Emag进行电磁场分析在在2D静磁场、交流和瞬态分析中采用磁矢量势方法静磁场、交流和瞬态分析中采用磁矢量势方法(MVP)此公
2、式称为此公式称为MVP，磁通量密度磁通量密度(B)等于矢量势等于矢量势(A)的旋度的旋度 B =Curl(A)对于二维情况，对于二维情况，A只有只有Z方向分量，在方向分量，在ANSYS中表示为中表示为“AZ”自由度自由度模型有二种边界条件描述模型有二种边界条件描述-Dirichlet条件（条件（AZ约束）约束）:磁通量平行于模型边界磁通量平行于模型边界Neumann 条件（自然边界条件）条件（自然边界条件）:磁通量垂直于模型边界磁通量垂直于模型边界3用 ANSYS/Emag进行电磁场分析沿沿A-A 通量平行边界条件需满足：通量平行边界条件需满足：模型中模型中A-A 的左边和右边是相同的的左边和
3、右边是相同的几何形状相同几何形状相同材料属性相同材料属性相同左边和右边励磁相位差左边和右边励磁相位差180度（即方度（即方向相反）向相反）对称平面边界条件对称平面边界条件沿沿A-A必须加约束必须加约束BB（1/2）对称模型）对称模型Pole FaceAAPreproc.loadsapplyboundaryflux parllines4用 ANSYS/Emag进行电磁场分析半对称模型与全模型比较：半对称模型与全模型比较：磁通量密度是相同的磁通量密度是相同的线圈上线圈上Lorentz 力是相同的力是相同的贮能为贮能为 1/2 极面上力为极面上力为 1/2加载电流密度与全模型相同加载电流密度与全模型
4、相同 线圈线圈(象征性的象征性的)简单导磁体的半对称模型简单导磁体的半对称模型5用 ANSYS/Emag进行电磁场分析沿沿B-B磁通量垂直边条件需满足磁通量垂直边条件需满足B-B线上下两边如下参数是相同的线上下两边如下参数是相同的几何形状几何形状材料性质材料性质B-B线上下两边励磁相同线上下两边励磁相同对称面对称面(B-B)边界条件边界条件2D磁矢量势磁矢量势(MVP)方式，无须处理方式，无须处理加载电流与全模型相同加载电流与全模型相同Quarter symmetry model of the simple magnetizerBB6用 ANSYS/Emag进行电磁场分析1/4模型与全模型比较
5、模型与全模型比较磁通密度分布相同磁通密度分布相同贮能为贮能为1/4所示线圈上的所示线圈上的Lorentz力力 1/2作用在极面上力为作用在极面上力为1/2励磁体励磁体1/4对称模型对称模型BB7用 ANSYS/Emag进行电磁场分析单元单元plane13 and plane53 用于模拟用于模拟2D磁场磁场Plane13:4 节点四边形节点四边形耦合场自由度：温度，结构，磁耦合场自由度：温度，结构，磁电源为电源为Z方向方向B 为线性变化为线性变化适用于：适用于：Plane13变压器变压器汇流排汇流排传感器传感器线性或任意线性或任意永磁系统永磁系统螺线管磁体（致动器）螺线管磁体（致动器）直线或旋
6、转电机直线或旋转电机负载机械负载机械机械力矩机械力矩8用 ANSYS/Emag进行电磁场分析plane53:8 节点，四边形节点，四边形耦合场自由度耦合场自由度:磁磁与电路单元耦合与电路单元耦合电流为电流为 Z 方向方向B 可为二次非线性变化可为二次非线性变化通常情况下的推荐使用单元通常情况下的推荐使用单元适用于精度要求较高的分析适用于精度要求较高的分析场量分析场量分析大型机械力矩大型机械力矩中节点中节点9用 ANSYS/Emag进行电磁场分析定义定义Plane13的单元类型和单元选项的单元类型和单元选项Preprocelement type add/edit/delete选择选择ADD选择选
7、择Plane13用单元类型用单元类型号给平面赋号给平面赋属性属性选择选择OK10用 ANSYS/Emag进行电磁场分析一旦定义单元类型，要选择单元一旦定义单元类型，要选择单元 选项选项单元选项控制单元选项控制:2D直流模拟为直流模拟为AZ自由度自由度2D 模拟型式模拟型式轴对称轴对称平面平面点取单元选项点取单元选项11用 ANSYS/Emag进行电磁场分析几何体几何体型式型式用于直流模用于直流模拟拟选择选择 OK用于定义平面属性的参考号用于定义平面属性的参考号因为因为plane13 用于耦合场模拟，故用于耦合场模拟，故该单元可以具有应力该单元可以具有应力/应变结构选项应变结构选项12用 ANS
8、YS/Emag进行电磁场分析 平面与轴对称比较平面与轴对称比较端部效应端部效应平面平面:不包括不包括轴对称轴对称:自动包括自动包括正向电流方向相反正向电流方向相反 线圈线圈两种情况都是两种情况都是施加正向电流施加正向电流铁板铁板磁流密度矢磁流密度矢量显示量显示铁环铁环轴对称轴对称:+Z 电流方向进平面电流方向进平面平面平面:+Z 电流方向出平面电流方向出平面13用 ANSYS/Emag进行电磁场分析磁力线描述磁力线描述平面平面:AZ等值线等值线 轴对称轴对称:r AZ 等值线等值线电枢电枢线圈线圈定子定子平面或平面或 轴对称轴对称?平面或平面或 轴对称轴对称?14用 ANSYS/Emag进行电
9、磁场分析力、能量、电感的描述力、能量、电感的描述平面平面:单位长度单位长度 轴对称轴对称:整个圆周上的值整个圆周上的值力力:轴对称轴对称:无有效径向力（相互平衡）无有效径向力（相互平衡）单位弧度力不为零（曲度线圈）单位弧度力不为零（曲度线圈）15用 ANSYS/Emag进行电磁场分析定义定义Plane53的单元类型和选项的单元类型和选项Preproc.element typeadd/edit/delete选择选择 Add选择选择 8节点节点Plane53增加单元类型号增加单元类型号以给平面赋属性以给平面赋属性选择选择 OK16用 ANSYS/Emag进行电磁场分析定义单元类型后选择单元选定义单
10、元类型后选择单元选项项单元选项控制单元选项控制:绞线圈电压加载选项绞线圈电压加载选项*连接电路单元与有限元连接电路单元与有限元区区*模拟运动体的自由度模拟运动体的自由度*包括交流分析包括交流分析plane53单元模拟运动导体示图单元模拟运动导体示图选择选择OK17用 ANSYS/Emag进行电磁场分析考虑速度效应时，要求增加输入信息考虑速度效应时，要求增加输入信息在实常数中定义。选择单元选项后，定义实常数是很方便的在实常数中定义。选择单元选项后，定义实常数是很方便的Preprocreal constants.选择选择18用 ANSYS/Emag进行电磁场分析平面属性要求平面属性要求实常数设置号实常数设置号速度单位速度单位:米米/秒秒角速度单位角速度单位:弧度弧度/秒秒选择选择 OK平面属性要求赋平面属性要求赋予单元类型号数予单元类型号数19用 ANSYS/Emag进行电磁场分析