【正文】 THETA=30! 永磁體極性方向*AFUN,DEG! 角度以度表示MP,MGXX,2,HC! 矯頑力X分量! BH 曲線(xiàn):TB,BH,2! 材料號(hào)2的B－H曲線(xiàn)TBPT,DEFI,3000+HC,0! 偏移后的B－H曲線(xiàn)TBPT,2800+HC,500! 第一點(diǎn)“DEFI”缺省TBPT,2550+HC,1000TBPT,2250+HC,1500TBPT,2000+HC,1800TBPT,1800+HC,2000TBPT,1350+HC,2500TBPT,900+HC,3000TBPT,425+HC,3500TBPT,0+HC,4000TBPLOT,BH,2! 繪制B－H曲線(xiàn)圖4展示了在第一象限內(nèi)創(chuàng)建的永磁體B－H曲線(xiàn)，在ANSYS命令手冊(cè)中，對(duì)*AFUN、MP、TB、TBPLOT等命令有更詳細(xì)的描述。命令：MPGUI: Main MenuPreprocessorMaterial PropsMaterial ModelsElectromagneticsBH Curve退磁BH曲線(xiàn)通常在第二象限，但需按第一象限輸入，在輸入的H值中要增加一個(gè)＂偏移量＂Hc（定義如下），圖3顯示了實(shí)際退磁曲線(xiàn)和ANSYS退磁曲線(xiàn)的差別。運(yùn)動(dòng)方程只是在磁雷諾數(shù)相對(duì)小時(shí)才有效和精確，高雷諾數(shù)時(shí)精度隨問(wèn)題而變化。OMEGAZ —關(guān)于總體直角座標(biāo)系Z軸的角(旋轉(zhuǎn))速度(以周/秒(HZ)表示)。速度效應(yīng)通過(guò)單元關(guān)鍵選項(xiàng)來(lái)激活，而且只有PLANE53單元有此功能。諸如開(kāi)槽轉(zhuǎn)子以不變速度旋轉(zhuǎn)等情形就不能考慮速度效應(yīng)，因?yàn)檫@種情況下，電機(jī)中的“槽”就表示了旋轉(zhuǎn)體在材料上不連續(xù)?？汕蠼膺\(yùn)動(dòng)體在特定情況下的電磁場(chǎng)，這些特定情況為：運(yùn)動(dòng)體本身表現(xiàn)為一種均勻運(yùn)動(dòng)體，亦即運(yùn)動(dòng)“材料”在空間保持不變，如圖2所示的兩種情況：要在材料的某個(gè)方向上定義BH曲線(xiàn)，只需將該方向上的相對(duì)磁導(dǎo)率定義為零即可。3. BH曲線(xiàn)應(yīng)覆蓋材料的全部工作范圍，確保足夠多的數(shù)據(jù)點(diǎn)以完整描述曲線(xiàn)．如果需要超出BH曲線(xiàn)的點(diǎn)，程序按斜率不變自動(dòng)進(jìn)行外延處理，你可以如下改變X軸的范圍并用TBPLOT命令畫(huà)圖來(lái)觀察其外推情況?！　∶睿篗P,murxGUI: Main MenuPreprocessorMaterial PropsMaterial　Models Electromagnetics Relative Permeability Constant2）導(dǎo)磁材料區(qū)：　　說(shuō)明BH曲線(xiàn)，可以從庫(kù)中讀出，也可以自己輸入?！　∶睿篗PREAD,filename,LIBGUI:Main MenuPreprocessorMaterial PropsMaterial LibraryImport LibraryMain MenuPreprocessorLoadsLoad Step OptsOtherChange MatPropsMaterial LibraryImport Library寫(xiě)材料庫(kù)文件，進(jìn)行以下操作：1. 用MP命令或菜單Main MenuPreprocessorMaterial PropsIsotropic編輯材料性質(zhì)定義，然后將改后的材料特性寫(xiě)回到材料庫(kù)文件當(dāng)中去。讀材料庫(kù)文件，進(jìn)行以下操作：1. 如果你還沒(méi)有定義好單位制，用/UNITS命令定義。對(duì)于列表中的材料，在ANSYS材料庫(kù)內(nèi)定義的都是典型性質(zhì)，而且已外推到整個(gè)高飽和區(qū)。你的模型中可以有下列一種或多種材料區(qū)域：空氣（自由空間），導(dǎo)磁材料，導(dǎo)電區(qū)和永磁區(qū)。但是，一個(gè)單元類(lèi)型可注明幾個(gè)實(shí)常數(shù)組。一旦定義了一種或多種局部坐標(biāo)系，就需設(shè)置一個(gè)指針，確定即將定義的單元的坐標(biāo)系，設(shè)置指針的方式如下：　　命令：ESYS　　GUI: Main MenuPreprocessorAttributesDefineDefault AttribsMain MenuPreprocessorCreateElementsElem AttributesMain MenuPreprocessorOperateExtrude/Sweep　　單元實(shí)常數(shù)和單元類(lèi)型密切相關(guān)，用Ｒ族命令（如R,RMODIF等）或其相應(yīng)菜單路徑來(lái)說(shuō)明。例如，單元PLANE53有如下KEYOPTs：KEYOPT（1）選擇單元自由度KEYOPT（2）指定單元采用通用速度方程還是不計(jì)速度效應(yīng)KEYOPT（3）設(shè)定平面或軸對(duì)稱(chēng)選擇KEYOPT（4）設(shè)置單元坐標(biāo)系類(lèi)型KEYOPT（5）說(shuō)明單元結(jié)果打印輸出選項(xiàng)KEYOPT（7）保存磁力，用以與有中間節(jié)點(diǎn)或無(wú)中間節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行耦合每種單元類(lèi)型具有不同的KEYOPT設(shè)置，同一個(gè)KEYOPT對(duì)不同的單元含義也不一樣。用PLANE13和PLANE53單元表示所有的內(nèi)部區(qū)域，包括鐵區(qū)，導(dǎo)電區(qū)，永磁體區(qū)和空氣等。可以根據(jù)線(xiàn)圈匝數(shù)，每匝中的電流和線(xiàn)圈橫截面積來(lái)計(jì)算電流密度。定義好不同的單元及其選項(xiàng)后，就可以施加在模型的不同區(qū)域。各種不同的單元組合在一起，成為具體的物理問(wèn)題的抽象模型。因?yàn)锳NSYS會(huì)根據(jù)你選擇的參數(shù)來(lái)對(duì)單元進(jìn)行過(guò)濾，選擇MagneticNodal以確保能夠使用用于2D靜態(tài)磁場(chǎng)分析的單元。靜態(tài)磁場(chǎng)分析分以下五個(gè)步驟：，劃分網(wǎng)格，對(duì)模型的不同區(qū)域賦予特性（激磁）（查看計(jì)算結(jié)果）下面將詳細(xì)討論這幾個(gè)步驟，在本章末，還有一個(gè)螺線(xiàn)管電磁鐵的2－D靜態(tài)分析例題。時(shí)間積分電勢(shì)(VOLT)用于載流塊導(dǎo)體或給導(dǎo)體施加強(qiáng)制終端條件。表212D實(shí)體單元單元維數(shù)形狀或特性自由度PLANE132D四邊形，4節(jié)點(diǎn)或三角形，3節(jié)點(diǎn)最多可達(dá)每節(jié)點(diǎn)4個(gè)；可以是磁矢勢(shì)(AZ)、位移、溫度或時(shí)間積分電勢(shì)。：2D模型要用二維單元來(lái)表示結(jié)構(gòu)的幾何形狀。模型是2－D還是3－D運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體第二章2D靜態(tài)磁場(chǎng)分析靜態(tài)磁場(chǎng)分析考慮由下列激勵(lì)產(chǎn)生的靜態(tài)磁場(chǎng)：很多情況下，直接執(zhí)行GUI路徑就可以執(zhí)行相應(yīng)的命令函數(shù)；在有些情況下，執(zhí)行GUI路徑后，會(huì)出現(xiàn)菜單和對(duì)話(huà)框，根據(jù)提示選擇相應(yīng)的選項(xiàng)完成希望執(zhí)行的命令函數(shù)。表11電磁場(chǎng)單元單元維數(shù)單元類(lèi)型節(jié)點(diǎn)數(shù)形狀自由度1和其它特征PLANE532D磁實(shí)體矢量8四邊形AZ；AZVOLT；AZCURR；AZCURREMFSOURC363D電流源3無(wú)無(wú)自由度，線(xiàn)圈、桿、弧型基元SOLID963D磁實(shí)體標(biāo)量8磚形MAG (簡(jiǎn)化、差分、通用標(biāo)勢(shì))SOLID973D磁實(shí)體矢量8磚形AX、AY、AZ、VOLT；AX、AY、AZ、CURR；AX、AY、AZ、CURR、EMF；AX、AY、AZ、CURR、VOLT；支持速度效應(yīng)和電路耦合INTER1153D界面4四邊形AX、AY、AZ、MAGSOLID1173D低頻棱邊單元20磚形AZ(棱邊)；AZ(棱邊)VOLTHF1193D高頻棱邊單元10四面體AX(棱邊)HF1203D高頻棱邊單元20磚型AX(棱邊)CIRCU1241D電路8線(xiàn)段VOLT、CURR、EMF；電阻、電容、電感、電流源、電壓源、絞線(xiàn)圈、2D大線(xiàn)圈、3D大線(xiàn)圈、互感、控制源PLANE1212D靜電實(shí)體8四邊形VOLTSOLID1223D靜電實(shí)體20磚型VOLTSOLID1233D靜電實(shí)體10四面體VOLTSOLID1273D靜電實(shí)體10TetVOLTSOLID1283D靜電實(shí)體20BrickVOLTINFIN92D無(wú)限邊界2線(xiàn)段AZTEMPINFIN1102D無(wú)限實(shí)體8四邊形AZ、VOLT、TEMPINFIN473D無(wú)限邊界4四邊形MAG、TEMPINFIN1113D無(wú)限實(shí)體20磚型MAG、AX、AY、AZ、VOLT、TEMPPLANE672D熱電實(shí)體4四邊形TEMPVOLTLINK683D熱電桿2線(xiàn)段TEMPVOLTSOLID693D熱電實(shí)體8磚型TEMPVOLTSHELL1573D熱電殼4四邊形TEMPVOLTPLANE132D耦合實(shí)體4四邊形UX、UY、TEMP、AZ；UXUYVOLTSOLID53D耦合實(shí)體8磚型UXUYUZTEMPVOLTMAG；TEMPVOLTMAG；UXUYUZ；TEMP、VOLT/MAGSOLID623D磁結(jié)構(gòu)8磚型UXUYUZAXAYAZVOLTSOLID983D耦合實(shí)體10四面體UXUYUZTEMPVOLTMAG；TEMPVOLTMAG；UXUYUZ；TEMP、VOLT/MAG1具體的自由度根據(jù)KEYOPT選項(xiàng)的具體設(shè)置來(lái)激活在本指南中，貫穿始終，都會(huì)看見(jiàn)許多ANSYS命令流和其等效路徑的提示。當(dāng)信號(hào)的波長(zhǎng)與導(dǎo)波設(shè)備的大小相當(dāng)時(shí)，就必須進(jìn)行高頻分析。所分析的模型中沒(méi)有鐵區(qū)時(shí)。主要的不同在于棱邊單元法具有更高的精度，對(duì)于3D分析來(lái)說(shuō)，使用棱邊單元的分析過(guò)程和用MVP分析的過(guò)程基本相同。此方法在3D低頻靜態(tài)和動(dòng)態(tài)電磁場(chǎng)的模擬仿真方面有很好的求解能力。但是，當(dāng)計(jì)算區(qū)域含有導(dǎo)磁材料時(shí)，該方法的精度會(huì)有損失（因?yàn)樵诓煌瑢?dǎo)磁率材料的分界面上，由于矢量位的法向分量非常大，影響了計(jì)算結(jié)果的精度）。2D靜態(tài)磁分析必須采用矢量位方法，此時(shí)主自由度只有AZ。 什么是磁矢量位方法？矢量位方法（MVP）是ANSYS支持的兩種基于節(jié)點(diǎn)的方法中的一種（標(biāo)量位法是另一種基于節(jié)點(diǎn)的方法）。電流源以基元的方式定義（線(xiàn)圈型、桿型、弧型）由于電流源不必成為有限元網(wǎng)格模型中的一部分，建立模型更容易。然而3D模型對(duì)建模的復(fù)雜度和計(jì)算的時(shí)間都有較高要求?；诠?jié)點(diǎn)方法的3D瞬態(tài)磁場(chǎng)分析，用矢量位方法?；诠?jié)點(diǎn)方法的3D靜態(tài)磁場(chǎng)分析，用矢量位方法。參見(jiàn)本書(shū)“三維諧波磁場(chǎng)分析（棱邊元方法）”3D靜態(tài)磁場(chǎng)分析，分析直流電或永磁體所產(chǎn)生的磁場(chǎng)，用棱邊單元法。2D瞬態(tài)磁場(chǎng)分析，分析隨時(shí)間任意變化的電流或外場(chǎng)所產(chǎn)生的磁場(chǎng)，包含永磁體的效應(yīng)，用矢量位方程。2D靜態(tài)磁場(chǎng)分析，分析直流電(DC)或永磁體所產(chǎn)生的磁場(chǎng)，用矢量位方程。ANSYS以Maxwell方程組作為電磁場(chǎng)分析的出發(fā)點(diǎn)。電感磁力及磁矩磁通密度天線(xiàn)輻射　　諧振腔　　磁帶及磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器　　電力發(fā)電機(jī)　　　　　　　　　　螺線(xiàn)管傳動(dòng)器　　　　　　　　　磁成像系統(tǒng)　　　　　　　　　　回旋加速器在一般電磁場(chǎng)分析中關(guān)心的典型的物理量為：磁漏品質(zhì)因子Q本征頻率存在電流、永磁體和外加場(chǎng)都會(huì)激勵(lì)起需要分析的磁場(chǎng)。、諧波、瞬態(tài)磁場(chǎng)分析利用ANSYS可以完成下列磁場(chǎng)分析：參見(jiàn)本書(shū)“二維諧波磁場(chǎng)分析”參見(jiàn)本書(shū)“三維靜態(tài)磁場(chǎng)分析（標(biāo)量位方法）”建議盡量用這種方法求解諧波磁場(chǎng)分析。參見(jiàn)本書(shū)“三維瞬態(tài)磁場(chǎng)分析（棱邊元方法）”參見(jiàn)“基于節(jié)點(diǎn)方法的3D諧波磁場(chǎng)分析”現(xiàn)實(shí)生活中大多數(shù)結(jié)構(gòu)需要3D模型來(lái)進(jìn)行模擬。此方法將電流源以基元的方式單獨(dú)處理，無(wú)需為其建立模型和劃分有限元網(wǎng)格?？墒褂霉?jié)點(diǎn)偶合和約束方程此外，標(biāo)量位方法中電流源建模簡(jiǎn)單，因?yàn)橛脩?hù)只需在合適的位置施加電流源基元（線(xiàn)圈型、桿型等）就可以模擬電流對(duì)磁場(chǎng)的貢獻(xiàn)。在載壓或電路耦合分析中還引入了另外三個(gè)自由度：電流(CURR)，電壓降(EMF)和電壓(VOLT)。矢量位方法可應(yīng)用于3D靜態(tài)、時(shí)諧和瞬態(tài)的磁場(chǎng)分析計(jì)算?！　±膺厗卧ㄖ械淖杂啥扰c單元邊有關(guān)系，而與單元節(jié)點(diǎn)沒(méi)關(guān)系。ANSYS理論手冊(cè)中有關(guān)于此方法更細(xì)致的描述。模型要求電路和速度效應(yīng)時(shí)同一器件在不同頻率的表現(xiàn)顯然是不同的，因此在高頻器件設(shè)計(jì)中，進(jìn)行頻響特性分析就顯得尤為重要。注意，并非下表中的所有單元都能應(yīng)用于所有的電磁分析類(lèi)型，詳情請(qǐng)參閱相關(guān)分析類(lèi)型章節(jié)的描述。若希望了解更復(fù)雜的命令語(yǔ)法，請(qǐng)參考《ANSYS命令指南》我們盡可能多地列出了GUI等效路徑的提示幫助。詳細(xì)情況請(qǐng)參見(jiàn)《ANSYS基本過(guò)程指南》中的“材料模型界面”。外加電壓靜磁分析的分析步驟根據(jù)以下幾個(gè)因素決定：對(duì)于3－D靜態(tài)分析，你可選其中標(biāo)量位方法（第5章）、矢量位方法（第9章）、或者棱邊元方法（第6章）。詳細(xì)情況參見(jiàn)《ANSYS單元手冊(cè)》。因?yàn)閱卧嵌S的，故每個(gè)節(jié)點(diǎn)只有一個(gè)矢量位自由度：AZ(Z方向上的矢量位)。（關(guān)于電磁電路耦合的更詳細(xì)信息，參見(jiàn)《ANSYS耦合場(chǎng)分析指南》）。按照以下步驟來(lái)建立物理環(huán)境：設(shè)置GUI菜單過(guò)濾定義分析標(biāo)題（/TITLE）說(shuō)明單元類(lèi)型及其選項(xiàng)（KEYOPT選項(xiàng)）定義單元坐標(biāo)系設(shè)置實(shí)常數(shù)和單位制定義材料屬性如果你是通過(guò)GUI路徑來(lái)運(yùn)行ANSYS，當(dāng)ANSYS被激活后第一件要做的事情是選擇菜單路徑：Main MenuPreferences，在對(duì)話(huà)框出現(xiàn)后，選擇MagneticNodal。命令：/TITLEGUI:：Utility MenuFileChange Title與其他分析一樣，進(jìn)行相應(yīng)的單元選擇，詳細(xì)過(guò)程參見(jiàn)《ANSYS基本過(guò)程指南》。你所選擇的單元及它們的選項(xiàng)（KEYOPTs，后面還要詳細(xì)討論）可以反映待求區(qū)域的物理事實(shí)。載流絞線(xiàn)圈DOF: AZ材料特性：MUr(MURX)特