ansys電磁場(chǎng)分析指南-第十六章電路分析-wenkub
2022-09-01 08:21:58 本頁(yè)面
【正文】 模擬 ANSYS 程序 中先進(jìn)的電路耦合模擬功能精確地模擬多種電子設(shè)備，： 電路由各種部件組成，如電阻、電感、互感、電容、獨(dú)立電壓源和電流源、受控電壓源和電流源等，這些元件都可以用 CIRCU124 單元來(lái)模擬。對(duì)所有的電路元件，正向電流都是從節(jié)點(diǎn) I流向節(jié)點(diǎn) J。 CIRCU124 單元的載荷類型 對(duì)于獨(dú)立電 流源和獨(dú)立電壓源可用 CIRCU124 單元 KEYOPT（ 2）選項(xiàng)來(lái)設(shè)置激勵(lì)形式，可以定義電流或電壓的正弦、脈沖、指數(shù)或分段線性激勵(lì)。CURR — 流過(guò)電路和模型導(dǎo)體的電流 在二極管任何狀態(tài)下，其 IU 曲線的分段線性特性對(duì)應(yīng)于一個(gè) Norton 等效電路，這個(gè)等效電路有一個(gè)動(dòng)態(tài)阻抗 (在工作點(diǎn)反向傾斜 )和一個(gè)電流源（在 IU曲線的切線和 I軸相交）。 當(dāng)狀態(tài)變化方向是按照預(yù)期估計(jì)的方向進(jìn)行，則單元會(huì)發(fā)出調(diào)小時(shí)間步的信號(hào)，與接觸單元間隙閉合類似。用 CNVTOL,VOLT,2,。 交互式建立電路模型 以交互的方式來(lái)和 FEA 區(qū)進(jìn)行連接 GUI 提供專用的 “wire element” 選項(xiàng)。 Wire兩端的節(jié)點(diǎn)要進(jìn)行電壓耦合（ CP 命令），如果兩段或更多段 Wire 連接在一起，則所有的節(jié)點(diǎn)都要進(jìn)行電壓耦合。 2．如果打算做電路電磁耦合分析，選取 “Electromagic” 。 5．點(diǎn)取 Main MenuPreprocessorCreateCircuit，出現(xiàn)電路建模菜單。 7．從電路建模菜單中選擇所需電路元件且遵照 ANSYS 輸入窗口中的提示來(lái)建立模型。如果單元的圖標(biāo)尺寸太小，或電線太細(xì)，可通過(guò) Main MenuPreprocessor Modeling CreateCircuitScale Icon 來(lái)調(diào)整圖標(biāo)顯示 8．建立好電路后，如果必要的話，可以驗(yàn)證和修改數(shù)據(jù)。 電路建模程序是建立電路模型的最方便的方法，也可以不用該程序，通過(guò)直接定義節(jié)點(diǎn)、單元類型、單元和實(shí)常數(shù)來(lái)建立模型。即使 I1＝ I2，數(shù)值求解也會(huì)錯(cuò)誤。不能形成短路，即，不允許建立只有流入電流的超節(jié)點(diǎn)。 電感和電流源不應(yīng)短路 在瞬態(tài)分析中，當(dāng) t=0 時(shí)，一個(gè)電感就相當(dāng)于是一個(gè)電流源，其電流為賦予的初始電流，如下面圖 10 所示。如果用戶不申明， ANSYS 不會(huì)自動(dòng)檢測(cè)出這些矛盾。 加載和求解 此步定義分析類型和選項(xiàng)、加載和開始有限元求解。 在模型上加載 通常，在電路建模程序中用單元實(shí)常數(shù)為電路定義源載荷，除了源載荷以外，其它 “ 負(fù)載 ” 只有接地節(jié)點(diǎn)特性 VOLT=0，用下列方法之一定義 VOLT=0： 命令： D GUI： Main MenuSolutionLoadsApplyElectricBoundaryVotageOn Nodes 使用下列方法之一，可以修改源載荷： 命令： R， RMODIF GUI： Main MenuSolutionOtherChange RealConst RMODIF 命令沒有相應(yīng)的圖形用戶界面菜單的。 單元電流（ CURRENT） 單元加載（ SOURCE） 關(guān)于導(dǎo)出結(jié)果的詳細(xì) 信息，可參見 ANSYS 單元手冊(cè)。 加載和求解 此步定義分析類型和選項(xiàng)、加載和開始有限元求解。 如果這是一個(gè)新分析，發(fā)命令 ANTYPE， HARMIC， NEW 選擇方程求解器 命令： EQSLV GUI： Main MenuPreprocessorLoadsAnalysis Options 使用 CIRCU124 單元進(jìn)行分析時(shí)，只能使用波前求解器 (Frontal,缺省 )或稀疏矩陣求解器（ Sparse）來(lái)進(jìn)行求解計(jì) 算。例如，如果在 50到 60HZ 頻率范圍內(nèi)，定義了 10 次求解，ANSYS 程序?qū)⒂?jì)算的頻率值為 51， 52， 53， ? ， 59 和 60HZ， ANSYS 程序不對(duì)頻率范圍的下限值（此處為 50）做計(jì)算。其結(jié)果與輸入源載荷不同相（即它們滯后于輸入源載荷）， 因而它們是復(fù)數(shù)形式的，結(jié)果的計(jì)算和存儲(chǔ)都是以實(shí)部和虛部分量的形式進(jìn)行的。 建立瞬態(tài)電路分析模型 與本章前面 “ 電路建模程序 ” 一節(jié)中描述的過(guò)程一致。 波形式的載荷，可以是正弦、脈沖、指數(shù)或分段線性的載荷（詳見 ANSYS 單元手冊(cè)對(duì)CIRCU124 單元描述） 一旦建立好電路模型，就可以加載、求解、并觀察結(jié)果，做瞬態(tài)電路分析時(shí)，應(yīng)注意如下幾點(diǎn)： 在 GUI 方式中，點(diǎn)取菜單路徑 Main MenuSolutionNew Analysis，并選擇 Transient選項(xiàng) 定義載荷步選項(xiàng) 為了在分析中包含瞬態(tài)效應(yīng)，則必須打開時(shí)間積分效應(yīng)，否則將執(zhí)行靜態(tài)解。 雖然在電路分析中不能使用自動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)功能來(lái)自動(dòng)地增減時(shí)間步長(zhǎng)，但可以用它來(lái)按每步時(shí)間增加 3 倍的方式從起始時(shí)間步長(zhǎng)到最后時(shí)間步長(zhǎng)自動(dòng)進(jìn)行分步求解。用下面方法控制這種結(jié)果的輸出： 命令： OUTPR GUI： Main MenuSolutionOutput CtrlsSolu Printout 在缺省設(shè)置下，打印輸出的是概總信息。寫載荷步文件的方式如下： 命令： LSWRITE GUI： Main MenuSolutionWrite LS File 保存數(shù)據(jù)庫(kù)文件 用 SAVE命令或者用工具條上 SAVE_DB 按鈕保存 ANSYS 數(shù)據(jù)庫(kù)備份 開始求解 命令： LSSOLVE GUI： Main MenuSolutionFrom LS Files 結(jié)束求解 命令： FINISH GUI： Main MenuFinish 觀察瞬態(tài)電路分析的結(jié)果 ANSYS 程序把靜態(tài)（直流）電路分析的結(jié)果寫入結(jié)果文件 中，結(jié)果中有兩種類型的計(jì)算數(shù)據(jù)：節(jié)點(diǎn)電壓（ VOLT）和節(jié)點(diǎn)電流（ CURR），另外，還可以得到每個(gè)單元的如下導(dǎo)出數(shù)據(jù)： 單元控制電流（ CONTROL CURR） POST1 允許在特定時(shí)間點(diǎn)觀察整個(gè)模型的結(jié)果， POST26 允許在模型的特定點(diǎn)觀察在整個(gè)瞬態(tài)時(shí)間內(nèi)的結(jié)果。MagCircuitDefine Variables 為單元數(shù)據(jù)（推導(dǎo)數(shù)據(jù)）定義變量： 命令： ESOL GUI： Main MenuTime Hist PostproElecamp。為此，利用 SET命令中的 TIME或它的等效菜單路徑（ Utility MenuListResultsLoad Step Summary）來(lái)讀取結(jié)果。 該算例的命令流如下： /BATCH,LIST /PREP7 /TITLE, AC CIRCUIT ANALYSIS /COM,SEE SCHAUMS OUTLINE BASIC CIRCUIT ANALYSIS, 2ND ED, 1992, /NOPR ET,1,CIRCU124,4! VOLTA
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