第二章-2ANSYS电磁分析.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,January 30,1999,2.2-,*,*,用,ANSYS/,Emag,进行电磁场分析,版本 5.5(001172),第二章,第2节,二维静磁学,EMAG,模拟的概念,模型边界条件有:,磁通量垂直,磁通量平行,周期性对称,*,偶对称,奇对称,根据单元方程式施加边界条件,矢量,(2,D,或3,D),标量(3,D),基于单元边(3,D),*,在第2章来讨论,简单励磁的平面模型,A,A,B,B,线圈,(象征性的,),铁芯,空气,2,在2,D,静磁场、交流和瞬态分析中采用磁矢量势方法,(,MVP),此公式称为,MVP，,磁通量密度,(,B),等于矢量势,(,A),的旋度,B =Curl(A),对于二维情况，,A,只有,Z,方向分量，在,ANSYS,中表示为,“,AZ”,自由度,模型有二种边界条件描述,-,Dirichlet,条件（,AZ,约束）:磁通量平行于模型边界,Neumann,条件（自然边界条件）,:,磁通量垂直于模型边界,3,沿,A-A,通量平行边界条件需满足：,模型中,A-A,的左边和右边是相同的,几何形状相同,材料属性相同,左边和右边励磁相位差180度（即方向相反）,对称平面边界条件,沿,A-A,必须加约束,B,B,（1/2）对称模型,Pole Face,A,A,Preproc,.loadsapplyboundaryflux parllines,4,半对称模型与全模型比较：,磁通量密度是相同的,线圈上,Lorentz,力是相同的,贮能为 1/2,极面上力为 1/2,加载电流密度与全模型相同,线圈,(象征性的),简单导磁体的半对称模型,5,沿,B-B,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,几何形状,材料性质,B-B,线上下两边励磁相同,对称面(,B-B),边界条件,2,D,磁矢量势,(,MVP),方式，无须处理,加载电流与全模型相同,Quarter symmetry model of the simple magnetizer,B,B,6,1/4,模型与全模型比较,磁通密度分布相同,贮能为1/4,所示线圈上的,Lorentz,力,1/2,作用在极面上力为,1/2,励磁体1/4对称模型,B,B,7,单元,plane13 and plane53,用于模拟,2,D,磁场,Plane13:4,节点四边形,耦合场自由度：温度，结构，磁,电源为,Z,方向,B,为线性变化,适用于：,Plane13,变压器,汇流排,传感器,线性或任意,永磁系统,螺线管磁体（致动器）,直线或旋转电机,负载机械,机械力矩,8,plane53:8,节点，四边形,耦合场自由度:,磁,与电路单元耦合,电流为,Z,方向,B,可为二次非线性变化,通常情况下的推荐使用单元,适用于精度要求较高的分析,场量分析,大型机械力矩,中节点,9,定义,Plane13,的单元类型和单元选项,Preproc,element type add/edit/delete,选择,ADD,选择,Plane13,用单元类型号给平面赋属性,选择,OK,10,一旦定义单元类型，要选择单元 选项,单元选项控制:,2,D,直流模拟为,AZ,自由度,2,D,模拟型式,轴对称,平面,点取单元选项,11,几何体型式,用于直流模拟,选择,OK,用于定义平面属性的参考号,因为,plane13,用于耦合场模拟，故该单元可以具有应力/应变结构选项,12,平面与轴对称比较,端部效应,平面:不包括,轴对称:自动包括,正向电流方向相反,线圈,两种情况都是施加正向电流,铁板,磁流密度矢量显示,铁环,轴对称:,+,Z,电流方向进平面,平面:,+,Z,电流方向出平面,13,磁力线描述,平面:,AZ,等值线,轴对称:,r AZ,等值线,电枢,线圈,定子,平面或 轴对称?,平面或 轴对称?,14,力、能量、电感的描述,平面:单位长度,轴对称:整个圆周上的值,力:,轴对称:,无有效径向力（相互平衡）,单位弧度力不为零（曲度线圈）,15,定义,Plane53,的单元类型和选项,Preproc,.element typeadd/,edit/delete,选择,Add,选择 8节点,Plane53,增加单元类型号以给平面赋属性,选择,OK,16,定义单元类型后选择单元选项,单元选项控制:,绞线圈电压加载选项*,连接电路单元与有限元区*,模拟运动体的自由度,*包括交流分析,plane53,单元模拟运动导体示图,选择,OK,17,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,Preproc,real constants.,选择,18,平面属性要求实常数设置号,速度单位:米/秒,角速度单位:弧度/秒,选择,OK,平面属性要求赋予单元类型号数,19,