Ansys电磁场分析经典教程.ppt

目录第一章ANSYS/EMAG能用于模拟工业电磁装置
电磁装置当然是3维，但可简化为2维模型。
模拟可考虑为：
稳态
交流（谐波）
时变瞬态
阶跃电压
PWM(脉宽调制）
（PulseWidthModulation)
任意

利用轴对称衔铁和平面定子设计致动器的一个实例
衔铁旋转
衔铁气隙可变化
完整模型由2个独立部件组成
衔铁模块
定子模块模拟过程概述建实体模型
给模型赋予属性以模拟物理区
赋予边界条件
线圈激励
外部边界
开放边界
实体模型划分网格
加补充约束条件（如果有必要）
周期性边界条件
连接不同网格进行模拟
观察结果
某指定时刻
整个时间历程
后处理
磁力线
力
力矩
损耗
MMF（磁动势）
电感
特定需要
模拟由3个区域组成
衔铁区:导磁材料导磁率为常数（即线性材料）
线圈区:线圈可视为均匀材料.
空气区:自由空间(μr=1).
性质
柱体:μr=1000
线圈:μr=1
匝数:2000
(整个线圈)
空气:μr=1
建模
设置电磁学预选项（过滤器）
对各物理区定义单元类型
定义材料性质
对每个物理区定义实体模型
铁芯
线圈
空气
给各物理区赋材料属性
加边界条件

设置预选过滤掉其它应用的菜单
Mainmenu>preferences定义所有物理区的单元类型为PLANE53

Preprocessor>Elementtype>Add/Edit/Delete

选择Add

选择磁矢量和8节点53号单元

选择OK模拟模型的轴对称形状
选择Options（选项）
Elementbehavior（单元行为）
选择Axisymmetric（轴对称）
选择OK定义材料
Preprocessor>MaterialProps>Isotropic定义衔铁为2号材料定义线圈为3号材料(自由空间导磁率，MURX=1)建立衔铁面
Preprocessor>Create>Rectangle>ByDimensions建立空气面

用Overlap迫使全部平面连接在一起
Preprocessor>Operate>Overlap>Areas
按PickAll
这些平面要求与物理区和材料联系起来
Preprocessor>-Attributes-Define>PickedAreas
用鼠标点取衔铁平面
选择OK(在选取框内）
材料号窗口输入2
加通量平行边界条件
Preprocessor>loads>apply>-magnetic-boundary-flux-par’l
选OnLines并选取相应的线
选OK生成有限元网格
利用智能尺寸选项来控制网格大小
Preprocessor>-Meshing-SizeCntrls>-smartsize-basicPreproc>-Meshing-Mesh>-Areas-Free>
在选取框内选择ALL
选择OK
打开绘制单元的材料属性
Utility>PlotCtrls>Numbering力边界条件标志需要单元部件，即一组具有“名称”的单元
把衔铁定义为一个单元组件
选择衔铁平面
Utility>select>entities选择与已选平面相对应的单元使单元与衔铁组件联系起来
Utility>Select>Comp/Assembly>CreateComponent 加力边界条件标志
Preprocessor>Loads>Apply>-Magnetic-Flag>CompForce
以毫米单位生成的模型，最好把模型尺寸变换为国际单位制（变换系数=.0001)
使整个模型激活
Utility>Select>Everything
缩放平面-不用拷贝
Preproc>operate>scale>areas
给线圈平面施加电流密度
选择线圈平面
Utility>Select>Entity
激励线圈要求电流密度，故要得到线圈截面积.
Preprocessor>Operate>CalcGeometricItems>OfAreas
选择OK
要用线圈面积来计算电流密度，将线圈面积赋予参数CAREA
Utility>Parameter>GetScalarData下面窗口输入面积的参数名，用于后面电流密度输入

把电流密度加到平面上
Preprocessor>Loads>Apply>Excitation>OnAreas
(因为只激活了线圈平面，可在选取框内选择PickAll）进行计算
Solu>-solve-electromagnet>Opt&Solve
生成磁力线圈
Postproc>plotresults>2Dfluxlines
选择OK计算力
Postproc>Elec&MagCalc>Comp.Force
显示总磁通密度值(BSUM)
Pos