ansys電磁場(chǎng)分析指南-第七章3-d諧波磁場(chǎng)分析棱邊單元方法-wenkub.com
2024-08-17 16:41 本頁(yè)面
【正文】 在位于 x=d, z=0 和 z=1 的開放面上，加磁力線平行 邊界條件，這無法自動(dòng)滿足，需要說明面上的邊通量自由度為常數(shù)，通常使之為零。 本算例所用到的參數(shù)： 幾何特性 材料特性 載荷 l= mr= i= =2020+j1000amps(K) d= r=1E8W MMF 宏計(jì)算沿一路徑的磁動(dòng)勢(shì) 畫等值線 等值線幾乎可以顯示任何結(jié)果數(shù)據(jù)（如磁通密度，磁場(chǎng)強(qiáng)度，總電流密度（ JTZ））。詳細(xì)的操作參見《 ANSYS 基本過程手冊(cè)》。 此命令 替換成的命令 或者 GUI路徑： PRNSOL PLNSOL UtilityMenuPlotResultsContourPlotNodal Solution PRVECT PLVECT Utility MenuPlotResultsVector Plot PRESOL PLESOL UtilityMenuPlotResultsContour PlotElem Solution PRETAB PLETAB Utility MenuPlotResultsContour PlotElem Table Data 還可以畫出單元表的各個(gè)項(xiàng)目。 ETABLE 命令方便用戶查看一些不常用的選項(xiàng)。 對(duì)于單元解，力是整個(gè)單元上的合力，但分布在單元節(jié)點(diǎn)上，以便于進(jìn)行耦合分析。 單位體積生成的焦耳熱（ JHEAT） 節(jié)點(diǎn)磁通量密度（ BX,BY,BZ,BSUM） 此時(shí)通過把自由度的值設(shè)置為零來去 掉不需要的自由度；這使 ANSYS 能更塊地進(jìn)行解算： 命令： GAUGE GVI:Main Menu SolutionLoad Step Opts – magics – Options Only – Gauging 使用棱邊單元做電磁分析必須要求估算，因此，在大多數(shù)情況下，不要關(guān)閉自動(dòng)估算。如果使用波前法求解，諧波的頻率可以低到 108HZ，而對(duì)于迭代解法，過低的頻率會(huì)導(dǎo)致求解不收斂。 對(duì)于 3D 問題，設(shè)置單元 KEYOPT 選項(xiàng)和實(shí)常數(shù)的過程相似于 2D 諧波分析。 短路導(dǎo)體 DOFs: AZ, VOLT 材料特性： mr(MURX), r(RSVX) 注：令導(dǎo)體對(duì)稱面上的 VOLT=0。 注：帶有凈電流的短路條件，凈電流不受環(huán)境影響。電阻和相對(duì)磁導(dǎo)率可以是正交各向異性，也可以與溫度相關(guān)。諧波分析仍使用SOLID117 單元。 開路導(dǎo)體 DOFs: AZ, VOLT 材料特性： mr(MURX), r(RSVX) 注：對(duì)對(duì)稱性結(jié)構(gòu)，令一面的 VOLT=0，再耦合另一面的節(jié)點(diǎn)。 疊層鐵芯 自由度： AZ 材料性質(zhì)： μ r（ MURX） 空氣 自由度： AZ 材料性質(zhì)： μ r（ MURX） 運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體 （速度效應(yīng)） 可用 SOLID117單元模擬恒速運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體的速度效 應(yīng)，關(guān)于運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體詳情，見本章和第 2 章 速度效應(yīng) 在交流（ AC）激勵(lì)下，運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體的某些特殊情況是可以求解電磁場(chǎng)的。在諧波分析中，所加速度為常數(shù)，不作正弦變化（線圈或場(chǎng)激勵(lì)為正弦變化），且垂直于運(yùn)動(dòng)方向的運(yùn)動(dòng)體截面應(yīng)保持常數(shù)。 3D 諧波磁場(chǎng)分析（棱邊元方法）的步驟 GUI菜單過濾中選定 MagicEdge 項(xiàng) 命令： /FILNAME 和 /TITLE GUI:Utility MenuFileChange Jobname Utility MenuFileChange Title ANSYS 前處理器 命令： /PREP7 GUI:Main MenuPreprocessor SOLID117 單元 命令： ET,solid117 GUI: Main MenuPreprocessorElement TypeAdd/Edit/Delete SOLID117 單元選項(xiàng) 對(duì)導(dǎo)電區(qū)用 AZVOLT 自由度，對(duì)不導(dǎo)電區(qū)用 AZ 自由度． 命令： KEYOPT GUI:Main MenuPreprocessorElement TypeAdd/Edit/Delete 對(duì)渦流區(qū)必須說明電阻值 RSVX，其它詳見 “ 二維靜態(tài)磁場(chǎng)分析 ” 一章 對(duì)建立幾何模型和劃分網(wǎng)格的描述，詳見 “ANSYS 建模與分網(wǎng)指南 ” 命令： VATT GUI: Main menuPreprocessorAttributesDefine （用 Mapped 網(wǎng)格） 命令： VMESH GUI:Main MenuPreprocessorMeshingMeshVolumesMapped 命令： /SOLU GUI:Main MenuSolution 命令： DA GUI:Main MenuSolutionLoadsApplyMagicBoundary 用 AZ=0 來模擬磁力線平行邊界條件，磁力線垂直邊界條件自然發(fā)生，無需說明。 SOLUTION 處理器 命令： FINISH GUI:Main MenuFinish 觀察結(jié)果 ANSYS 和 ANSYS/Emag 程序?qū)⒗膺呍椒ㄖC波磁場(chǎng)分析的數(shù)據(jù)結(jié) 果寫入到 （若選擇了時(shí)間積分電勢(shì)（ VOLT）選項(xiàng)，則寫入到 ）文件中。 節(jié)點(diǎn)磁場(chǎng)強(qiáng)度（ HX,HY,HZ,HSUM） 單元磁能 在后處理磁場(chǎng)分析的結(jié)果時(shí)，在 POST1 通用后處理器中可觀察整個(gè)模型在給定頻率處的響應(yīng)解；在 POST26 時(shí)間歷程后處理器中可觀察在一個(gè)頻率范圍內(nèi)某節(jié)點(diǎn)或單元的響應(yīng)解，但在諧波分析中，頻率是固定值，所以通常只有 POST1 來觀看數(shù)據(jù)。 能量是對(duì)所有單元求和的結(jié)果。 SOLID117 單元的各種選項(xiàng)討論參見《 ANSYS單元手冊(cè)》。參見《 ANSYS 基本過程手冊(cè)》。 要在后處理器 POST1 中觀 察結(jié)果，必須保證求解后的模型還在 ANSYS 數(shù)據(jù)庫(kù)中，而且結(jié)果文件（ 或 ）也必須可用。 命令： PLNSOL PLESOL GUI:Utility MenuPlotResultsContour PlotElem Solution Utility MenuPlotResultsContour PlotNodal Solution 注意： PLNSOL 命令及其等效路徑畫導(dǎo)出數(shù)據(jù)（如磁通密度和磁場(chǎng)強(qiáng)度）的等值線時(shí)，顯示的是在節(jié)點(diǎn)上作平均后的數(shù)據(jù)。 POWERH 宏計(jì)算導(dǎo)體的均方根（ RMS）能耗 想了解更多的宏，請(qǐng)參見 第 11章 “ 電磁宏 ” 。m W= Freq=3Hz 上表給出了電機(jī)的幾何形狀、導(dǎo)體的電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率等參數(shù)，導(dǎo)體中的電流為 2236A， 相位角為 176。本算例采用 MKS 單位制。 目標(biāo)結(jié)果： 時(shí)間平均力 FXms= 時(shí)間平均焦耳熱 PAVG= 假定溝槽頂部和底部的鐵材料都是理想的，可加磁力線垂直條件，這無需說明，程序自動(dòng)滿足。問題的分析區(qū)域和溝槽導(dǎo)體模型分別如圖 2和圖 3 所示。 ANSYS 程序設(shè)置下列宏來進(jìn)行這些計(jì)算： 用下
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