ANSYS电磁场分析指南第三章2D谐波AC磁场分析

1、第三章-谐波（）磁场分析3.1 什么是谐波磁场分析谐波效应来自于电磁设备和运动导体中的交流电(AC)和外加谐波电磁场，这些效应主要包括：·涡流·集肤效应·涡流致使的能量损耗·力和力矩·阻抗和电感谐波分析的典型应用为：变压器、感应电机、涡流制动系统和大多数AC设备。谐波分析中中不允许存在永磁体。忽略磁滞效应。3.2 线性与非线性谐波分析对于低饱和状态，进行线性的时间-谐波分析时，可假设导磁率为常数。对于中高饱和条件，应考虑进行非线性的时间-谐波分析或时间-瞬态求解（第4章）。对于交流稳态激励的设备，在中等到高饱和状态，分析人员最感兴趣的要获得总的

2、电磁力、力矩和功率损失，很少涉及实际磁通密度具体波形。在这种情况下，可进行非线性时间-谐波分析，这种分析能计算出具有很好精度的“时间平均”力矩和功率损失，又比进行瞬态-时间分析所需的计算量小得多。非线性时间-谐波分析的基本原则是由用户假定或基于能量等值方法的有效B-H曲线来替代直流B-H曲线。利用这种有效B-H曲线，一个非线性瞬态问题能有效地简化为一个非线性时间-谐波问题。在这种非线性分析中，除了要进行非线性求解计算外，其它都与线性谐波分析类似。应该强调，在给定正弦电源时，非线性瞬态分析中的磁通密度B是非正弦波形。而在非线性谐波分析中，B被假定为是正弦变化的。因此，它不是真实波形，只是一个真实

3、磁通密度波形的时间基谐波近似值。时间平均总力、力矩和损失是由近似的磁场基谐波来确定，逼近于真实值。3.3 二维谐波磁场分析中要用到的单元在涡流区域，谐波模型只能用矢量位方程描述，固只能用下列单元类型来模拟涡流区。详细情况参见ANSYS单元手册，该手册以单元号为序排列。ANSYS理论参考手册也有进一步的讲述。表1. 2-D实体单元单元维数形状或特性自由度PLANE132-D四边形，4节点或三角形，3节点每节点最多4个：磁矢势(AZ)、位移、温度、或时间积分电势。PLANE532-D四边，8节点或三角形，6节点每节点最多4个：磁矢势（AZ）、时间积分电势、电流、或电动势降。表 2. 远场单元单元维

4、数形状或特性自由度INFIN92-D线型，2节点磁矢势(AZ)INFIN1102-D四边形，4个或8个节点磁矢势(AZ)、电势、温度表 3. 通用电路单元单元维数形状或特性自由度CIRCU124无6节点每个节点最多三个：电势、电流或电动势降3.4 创建2-D谐波磁场的物理环境正如ANSYS其他分析类型一样，对于谐波磁分析，要建立物理环境、建模、给模型区赋予属性、划分网格、加边界条件和载荷、求解、然后观察结果。2-D谐波磁分析的大多数步骤都与2-D静磁分析的步骤相似。本章只讨论与谐波分析相关的特殊步骤。2-D谐波磁分析采用与第2章“2-D静态磁场分析”同样的步骤来设置GUI选项、分析标题、单元类

5、型和KEYOPT（关键选项）、单元坐标系、实常数和单位制。定义材料性质时，使用在第2章中描述的方法，即：使用ANSYS材料库所定义的材料性质或ANSYS用户自己定义的材料性质。下面介绍对模型设置物理区域的某些准则： 利用自由度来控制导体上的终端条件ANSYS程序提供几种选项来控制导体上的终端条件，在建模中，这些选项提供了足够的方便性。例如：线绕和块状导体、短路和开路情况、线路供电装置等，要模拟这些实体，执行下列内容：·在导体区增加额外的自由度（DOF）·赋予所需的实常数、材料性质和对自由度的特殊处理。单元类型和选项、材料性质、实常数、以及单元坐标系，都是实体模型的属性，用A

6、ATT和VATT命令或其等效的GUI路径指定。3.4.2 AZ选项由于没有标量电势，即导体内电压降为0，固可通过设定AZ 自由度（DOF）来模拟短路条件的导体。3.4.3 AZVOLT选项AZVOLT选项通过在全域电场计算中引入电势来模拟具有各种终端情况的块状导体：E¶A/¶t Ñ V注：在ANSYS中，V由Vdt（时间积分电势）代替该选项通过允许控制其电场（VOLT），使用户可更方便地模拟开路、电流供电块导体和共端点多导体等情况。电位的单位为“伏秒”，其在ANSYS 中的自由度为 VOLT。在轴对称分析中，r×VOLT。在平面或轴对称分析中，整个导体截

7、面的是常数（即电压降只发生在出平面方向上），为了保证这一点，必须耦合各个导体区的节点：命令：CPGUI：Main Menu> Preprocessor > Coupling /Ceqn /Couple DOFs由于所有节点的电压一样，进行耦合操作可减少未知数。3.4.4 AZCURR选项用AZCURR选项可模拟一个载压绞线圈。CURR自由度代表线圈中每匝电流。在线圈上加电压（加到所有线圈单元上）的方式是：命令：BFE，VLTGGUI：Main Menu >Solution > LoadsApply > MagneticExcitation > -Voltag

8、e drop-On Elements也可用BFA命令在实体模型的面上加电压降。用BFTRAN或SBCTRAN命令可以把施加在实体模型上电压降转换到有限元模型上。在绞线圈中不计算涡流，因为绕线导线间假定为绝缘的。线圈参数用实常数描述，ANSYS程序利用这些实常数来计算线圈的电阻和电感。载压绞线圈只有用PLANE53和SOLID97单元模拟，且必须定义单元特定的实常数，以描述绞线圈导体。绞线圈区域内所有节点的CURR自由度必须要耦合，以确保采用一个公式来求解线圈中的电流。 模型物理区域的特征和设置ANSYS程序提供了几个选择来处理在2D磁分析中导体上的终端条件，如右图图2带终端条件导体的物理区域所

9、示。下面将对各种终端条件作简要介绍。块状导体短路条件自由度: AZ材料特性：mr (MURX), r(RSVX)注：涡流形成闭合回路，由于短路，导体中不存在电压降块状导体开路条件自由度: AZ, VOLT材料特性：mr (MURX), r(RSVX)特殊特性：耦合VOLT自由度注：导体中不存在净电流，在轴对称分析中模拟有缺口的导体载流块导体DOFs: AZ, VOLT材料特性：mr(MURX), r(RSVX)特殊特性：耦合VOLT自由度，再给某个节点上加总电流(F,amps命令)注：假定由电流源发出的净电流为短路回流，该电流不受外界影响载压绞线圈DOFs: AZ, CURR材料特性：mr(M

10、URX), r(RSVX)实常数：CARE, TUEN, LENG, DIRZ, FILL特殊特性：耦合CURR自由度，再用BFE或BFA命令加电压降(VLTG)注：只能用PLANE53单元来建模，所加电压不受外界影响共地多导体自由度：AZ，VOLT材料性质：mr(MURX), r(RSVX)特殊特性：所有导体域节点电压自由度耦合到一个耦合节点集中注：用于模拟如端部效应能忽略的鼠笼转子等设备载流绞线圈DOFs: AZ材料特性：mr(MURX)特殊特性：没有涡流，直接加源电流密度JS(BFE、BFL或BFA命令)注：假定线圈中的电流为一恒定的交流电流，其值不受外界影响。电流密度可根据线圈匝数，每

11、匝中的电流值和线圈横截面积来确定。电路供电绞线圈自由度：AZ，CURR，EMF材料性质：mr(MURX), r(RSVX)实常数：CARE，TURN，LENG，DIRZ，FILL特殊特性：区域内耦合CURR和EMF自由度注：模拟由外电路（CIRCU124）单元供电绞线圈。详见ANSYS耦合扬分析指南的“电磁电路耦合”。电路供电块状导体自由度：AZ，CURR，EMF材料性质：mr(MURX), r(RSVX)实常数：CARE， LENG特殊特性：区域内耦合CURR和EMF自由度注：模拟由外电路（CIRCU124单元）供电块状导体。详见ANSYS耦合扬分析指南的“电磁电路耦合”。铁芯叠片DOFs:

12、 AZ材料特性：mr(MURX)或B-H曲线模拟可以忽略涡流的导磁材料，只要求AZ自由度。空气DOFs: AZ材料特性：mr(MURX=1)运动导体（速度效应）用PLANE53单元可模拟以恒定速度运动的导体的速度效应。详见本章和第2章中对速度效应的描述。 速度效应在交流（AC）激励下，可以求解运动导体在某些特殊情况下的电磁场。对于静态、谐波和瞬态分析，速度效应都是有效的。第2章“2-D静态磁场分析”讨论了运动导体分析的应用例子和限制条件。对于谐波分析，速度效应只限于线性情况（不能有B-H曲线）。对单元的KEYOPT选项和实常数设置，运动导体2-D谐波分析步骤与2-D静态磁场分析完全类似。在谐波

13、分析中，速度设置为常数，不正弦变化（与线圈和场激励不同）。在后处理中可计算磁雷诺数（Reynolds），磁雷诺数表征速度效应和问题的数值稳定性。其计算公式如下：Mrevd/式中为导磁率，为电阻率，v为速度，d为导体单元特征长度（运动方向上）。磁雷诺数只在静态或瞬态分析时有意义。对于在相对小雷诺值时，运动方程才有效和准确，一般量级为1.0。较高雷诺数值时，求解精度随问题而比变化。除求解场之外，还能求出由于运动产生的导体电流（运动电流可在后处理器中获得）。3.5 建立模型，划分网格，赋予特性关于建模、给模型区域赋属性和划分网格的详细内容，可参见第二章。 关于集肤深度电磁场在导体中的穿透深度是频率、

14、导磁率和导电率的函数，当对场和焦耳热损失的计算精度要求较高时，在导体表面附近必须要划分足够细的有限元网格，以模拟这种集肤现象。通常，在集肤深度内至少要划分一层或两层单元。趋肤深度可以按下式进行估算：这里，d是集肤深度（m），f是频率（Hz），m是绝对导磁率（H/m），s是导电率（S/m）。3.6 加边界条件和励磁载荷在谐波磁分析中，可将边界条件和载荷施加到实体模型上（关键点、线和面），也可以施加到有限元模型上（节点和单元）。给2D谐波分析加边界条件和载荷，使用与第2章“2-D静态磁场分析”中所述的完全相同的GUI路径和宏命令。对于一个谐波磁分析，可以定义三种类型的载荷步选择：动态选项、通用选项

15、和输出控制。本手册第16章对这些载荷步选择有详细描述。 使用PERBC2D宏命令使用PERBC2D宏，可对2-D分析自动定义周期性边界条件。PERBC2D对两个周期对称面施加必要的约束方程或定义节点耦合。使用该宏命令的方式如下：命令：PERBC2DGUI：Main Menu >Preprocessor > Loads >-loads-Apply > -Magnetic-Boundary >-Vector Poten-Periodic BCs在第11章 “磁宏”中对该宏的使用有详细描述。 幅值、相位角和工作频率根据定义，谐波分析假定任何外加载荷都是随时间呈谐波（正弦

16、）变化的，这样的载荷需要说明幅值（0到峰值）、相位角和工作频率。.1 幅值所加载荷的最大值（0到峰值）；.2相位角相位角是载荷相对于参考值在时间上的落后（或超前）量。在复平面（见图3“实部/虚部分量和幅值/相位角关系图”）中，相位角就是和实轴的夹角。只有存在多个不同相载荷时，才需用到相位角。（如三相电机分析）施加不同相的电流密度或电压时，在BF、BFE或BFK命令（或它们的等效菜单路径）中的相位（PHASE）区域，输入度数来表示各自的相位角。对于不同相的矢量位或电流段，在相应的加载命令（或等效菜单路径）的VALUE1和VALUE2区域中，分别输入复数载荷的实部和虚部分量。图3 “实部/虚部分量

17、和幅值/相位角关系图”显示了如何计算实部和虚部分量。.3 工作频率就是交流电的频率（单位Hz），可按如下定义：命令：HARFRQGUI:Main menu>Solution>-Load Step Opts-Time/Frequenc> Freq and Supsteps 给绞线型导体加源电流密度命令：BFE,JSGUI:Main Menu>Preprocessor>Loads>-Loads-Apply>-Magnetic-Excitation>Curr Density也可用BFA命令对实体模型上的面加源电流密度。 给块状导体加电流电流(AMPS)

18、是节点电流载荷，仅用于施加给带有强加电流的块导体区域。在2-D分析中，这种载荷要求PLANE13单元和PLANE53单元的自由度设置为AZ和VOLT。电流表示通过导体的总的电流值，仅仅用于2-D平面或轴对称模型分析。要想给具有集肤效应的横截面上加均匀电流，必须对横截面上的VOLT自由度进行耦合：命令：CPGUI:Main Menu>Preprocessor>Coupling/Ceqn>Couple DOFs在2-D平面或轴对称模型中，选择集肤效应区域内的所有节点，并耦合其VOLT自由度后，再给横截面上某一个节点加电流：命令：FGUI:Main Menu>Preproce

19、ssor>Loads>-Loads-Apply>-Electric-Excitation>-Impressed Curr-On Nodes给2-D模型施加强加电流的另一种方法是加均匀电流密度(JS体载荷)，这由通过集肤效应区的总的强加电流除以横截面积得到：命令：BF,BFEGUI:Main Menu>Preprocessor>Loads>-Loads-Apply>-Magnetic- Excitation>-Curr Density-On Elements也可用BFL和BFA命令分别对实体模型上的线和面加源电流密度。用BFTRAN或SBCT

20、RAN命令可以把施加在实体模型上源电流密度转换到有限元模型上。 给绞线圈加电压载荷这种载荷定义绞线圈上的总电压降（幅值和相位角），使用MKS单位制，只能使用带有AZ,CURR自由度的PLANE53单元。按照如下方式加电压降载荷：命令：BFEGUI:Main Menu>Preprocessor>Loads>-Loads>-Loads-Apply>-Magnetic-Excitation>voltage drop也可用BFA命令对实体模型上的面加电压降。用BFTRAN或SBCTRAN命令可以把施加在实体模型上电压降转换到有限元模型上。要想得到正确的解，必须将线圈

21、所有节点的CURR自由度耦合起来（否则将导致求解错误），因为CURR是代表线圈中每匝的电流值，是唯一的。 加标志.1 力标志用ANSYS 的FMAGBC宏命令标记一个物体，就可以在求解器和后处理器中对它进行力或力矩计算。此宏自动加虚位移和Maxwell面标志（后面讨论）。物体必须至少被一层空气单元包围，并被定义成一个部件，然后按如下方式执行加载：命令：FMAGBC，CnameGUI：Main Menu>Preprocessor>Loads>-loads-Apply>-Magnetic-Flag>Comp. Force/TorqMain Menu>Soluti

22、on>-loads-Apply >- Magnetic-Flag>Comp. Torque/Torq在POST1后处理器中，用FMAGSUM和TORQSUM宏可分别对力和力矩求和。.2无限远表面标志（INF）这并不是实际载荷，但有限元计算要求把无限远单元的指向开放区域的外表面作上此标志。 其他载荷.1 Maxwell面（MXWF）Maxwell面不是真正的载荷，它只是给模型中将要进行力和力矩计算的面加标志。一般加给邻近界面（空气/铁区分解面）的一层空气单元加Maxwell面标志，ANSYS（用Maxwell应力张量的方法）计算出力后再将结果贮存到这些空气单元中，再在POST1

23、后处理器中对它们求和而得到施加在该部分上的合力。同时可给多个部件加Maxwell面标志，但这些部件不能共用同一层空气单元。.2 磁虚位移(MVDI)磁虚位移标志不是真正意义上的载荷，它只是给模型中将要进行力和力矩计算的部件加标志。和Maxwell面的作用相同，只不过用的是虚功方法。在感兴趣区的所有节点上说明MVDI=1.0，在邻近的空气区节点上说明MVDI=0.0(缺省值)；也可以设置MVDI>1.0,但是一般都不这么做。计算所得的力和力矩结果就贮存在邻近的空气单元中。邻近感兴趣区的空气单元最好是等厚度的。在POST1中，可以将每个空气单元中的力进行求和以得到合力。3.7 求解进行2D谐

24、波分析求解的基本过程与进行2D静态磁场分析求解的过程一样。主要不同在于定义一个不同的分析类型而已，另外，谐波分析要用到一些其他的后处理方法。 定义谐波分析类型命令：ANTYPE,harmic,newGUI:Main Menu>Solution>New Analysis如果是需要重启动一个分析（重启动一个未收敛的分析，或者施加了另外激励的分析），使用命令ANTYPE, HARMIC,REST。如果先前分析的结果文件Jobname.EMAT, Jobname.ESAV, 和Jobname.DB还可用，就可以重启动分析。对于单一频率作用下的非线性谐波分析问题，求解的方式是：命令：HMAG

25、SOLVGUI：Main Menu>Solution>-Solve-Electronmagnet>-Harmonic Analys-Opt&Solv后面第9点对HMAGSOLV宏有详细描述，如果不用HMAGSOLV宏，则可按后面第2到第8条描述的方式进行分析。此磁宏仅仅用于新的谐波分析，不能用于重启动的分析。定义分析选择项可以用下面的“Full”全波方法来求解，这是缺省值。1）首先，定义分析方法：命令：HROPTGUI:Main Menu>Solution>Analysis Options2）然后，定义谐波自由度解在打印输出（Jobname.out）文件中

26、的显示方式（以实部/虚部的形式或幅值/相角的形式，前者为缺省值），该选项主要用于采用CURR和EMF自由度的电路耦合问题：命令：HROUTGUI： Main Menu > Solution > Analysis Options 选择求解器可以选用Frontal（缺省）、SPARSE、JCG或ICCG求解器，对大多数2-D分析推荐使用Frontal求解器。命令：EQSLVGUI： Main Menu > Solution > Analysis Options注意：只有先执行了HROPT和HROUT命令的对话框后，才能弹出方程求解器对话框。对于非线性问题，在收敛准则满足后（

27、或达到最大迭代次数），程序才会停止迭代计算。设置收敛准则的方式如下：命令：CNVTOLGUI：Main Menu>Preprocessor>Loads>-Load Step Opts-Nonlinear>Convergence Crit.Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Nonlinear>Convergence Crit.用户既可利用缺省的收敛准则，也可定义自己的收敛准则：1）缺省收敛准则缺省情况下，程序将检查四个自由度（AZ、VOLT、CURR、EMF）的收敛情况。检查方式是将各自由度不平衡量的SRSS值（平方和

28、的平方根）与收敛准则值（VALUE×TOLER）进行比较。VALUE的缺省值与所选择的范数（NORM）、当前总自由度的值（程序选择）和MINREF三者中的较大者的值相关。通常不用定义MINREF的值，TOLER的缺省值是0.001。对于自由度，收敛程序将检查两个迭代步之间自由度的变化量:U=Ui-Ui-12）自定义收敛准则用户可以自己定义收敛准则，以代替缺省值。使用更加严格的收敛准则可以提高结果的精度，但需要的迭代次数会多一些。如果想严格（和放宽）收敛准则，可以通过将TOLER的值变化一、二个数量级来实现(通常不改变VALUE的缺省值)。 设置分析频率很多电磁问题是作单频分析。使用下

29、列方式设置分析频率（Hz）：命令：HARFRQGUI：Main Menu>Preprocessor>Loads>-Load Step Opts-Time/Frequenc>Freq and Substps当只有一个频率时，使用该命令的“FREQB”区域或“FREQE” 区域都可以。 设置通用选项可定义谐波解的数目，这些谐波解（或子步）是平均分布在所定义的频率范围（HARFRQ命令）上的，例如，定义谐波频率为30HZ到40HZ，要求解10个子步，则程序会计算在频率为31HZ、32HZ、39HZ和40HZ处的解，范围的最低端（即此处的30HZ）不做计算。定义谐波解数目的方式

30、如下：命令：NSUBSTGUI：Main Menu>Preprocessor>Loads>-Load Step Opts-Time/Frequenc>Freq and Substps还可定义激励载荷是阶跃变化或是斜坡变化：缺省值是斜坡变化，也就是说，激励的幅值在每个载荷子步是逐渐变化的；若设置为阶跃变化，则在整个频率范围内的各个子步上，激励的幅值保持不变。对于电磁场问题，激励通常都是阶跃变化的，斜坡变化有助于加快单一频率作用下的非线性问题的收敛。命令：KBCGUI：Main Menu>Preprocessor>Loads>-Load Step Opts

31、-Time/Frequency>Freq and Substps对于非线性谐波分析，可以定义每个频率的平衡迭代次数，缺省值为25，建议将该值设为50或更高，以保证收敛。命令：NEQITGUI：Main Menu>Preprocessor>Loads>Nonlinear>Equilibrium Iter 设置输出控制设置在打印输出文件（Jobname.out）中的输出格式：命令：OUTPRGUI：Main Menu>Preprocessor>Loads>-Load Step Opts-Output Ctrls>Solu Printout设置在

32、结果文件（Jobname.rth）中的输出格式：命令：OUTRESGUI：Main Menu>Preprocessor>Loads>-Load Step Opts-Output Ctrls>DB/Results File 备份数据库按工具条中的SAVE_DB按钮备份数据。按照如下方式，可从结果文件中读入数据：命令：RESUMEGUI：UtilityMenu > File > Resume Jobname. db 开始求解.1线性问题用下列方式命令：SOLVEGUI:Main Menu>Solution>Current LS.2非线性分析建议在每个

33、频率按照下列步骤分两步求解，以保证收敛：.2.1 把激励在3至5个子步斜坡变化，每个子步只执行一次平衡迭代用下列方式定义斜坡或阶跃激励：命令：KBCGUI: Main Menu>Preprocessor>Loads>-Load Step Opts-Time/Frequency>Freq and Substps用下列方式定义3至5个子步：命令：NSUBSTGUI: Main Menu>Preprocessor>Loads>-Load Step Opts-Time/Frequenc>Freq and Substps用下列方式定义一次平衡迭代：命令：N

34、EQITGUI: Main Menu>Preprocessor>Loads>-Load Step Opts- Nonlinear>Equilibrium Iter用下列方式开始求解：命令：SOLVEGUI: Main Menu>Solution>Current LS.2.2在一个子步内，执行50次以上的平衡迭代，获得最终解。用下列方式定义1个子步：命令：NSUBSTGUI: Main Menu>Preprocessor>Loads>-Load Step Opts-Time/Frequenc>Freq and Substps用下列方式定

35、义50次平衡迭代：命令：NEQITGUI: Main Menu>Preprocessor>Loads>-Load Step Opts- Nonlinear>Equilibrium Iter用下列方式定义自己的收敛准则（替代缺省值）：命令：CNVTOLGUI：Main Menu>Preprocessor>Loads>-Load Step Opts-Nonlinear>Convergence CritMain Menu>Solution>-Load Step Opts-Nonlinear>Convergence Crit用下列命令开

36、始求解：命令：SOLVE HMAGSOLV宏命令如果不使用上述的“两步求解法”，则可以利用HMAGSOLV宏命令：命令：HMAGSOLVGUI：Main Menu>Solution>-Solve-Electromagnet>-Harmonic Analys-Opt&Solv该宏允许对每个自由度改变缺省的收敛准则。由于非线性谐波方程组的固有特性，其收敛要比静态分析慢得多，缺省的收敛准则应能提供足够的收敛精度。 收敛过程的图形跟踪当进行非线性电磁分析时，ANSYS计算每次平衡迭代的收敛范数和相应的收敛标准。图形求解跟踪（GST）特性可以在批处理和交互式方式下显示求解过程的

37、收敛准则和收敛标准。在交互式时，缺省值为图形求解跟踪（GST）打开，批处理运行时，缺省值为GST关闭。用下列方式打开或关闭GST：命令：/GSTGUI： Main Menu > Solution> Output Ctrls > Grph Solu Track图5显示的是一个典型的GST图形。 完成求解命令：FINISHGUI:Main Menu>Finish3.8 观察结果ANSYS/Multiphysics和ANSYS/Emag模块把谐波电磁分析结果写到磁场分析结果文件Jobname.RMG中，如果激活了电位（VOLT）、电流（CURR）或EMF自由度，则写入Jobn

38、ame.RST文件中。结果包括下面所列数据，所有结果都在所计算的工作频率下谐波变化。基本数据：节点自由度（AZ，VOLT，CURR）导出数据：·节点磁通密度（BX，BY，BSUM）·节点磁场强度（HX，HY，HSUM）·节点磁力（FMAG：X，Y，SUM分量）·节点洛伦兹力（Lorentz）（FMAG：X，Y，SUM分量）·节点感生电流段（CSGZ）·单位体积焦耳热（JHEAT）注意：对于非线性时谐分析，磁通密度B有可能超出B-H曲线输入的值，这些值只是真实波形基频谐波分量的近似值，而不是实际的值。参看ANSYS单元手册可以提取更多的

39、数据。在POST1通用后处理器或POST26时间历程后处理器中都能检察分析结果。由于计算结果与输入负载有相差（即输出滞后于输入），因而结果值是复数形式的，以实部和虚部分量的形式来计算和存储。通用后处理器POST1用以检察在给定频率下整个模型上结果，而POST26时间历程后处理器用以检察在整个频率范围内模型中给定位置处的结果。对于谐波磁场分析，频率范围通常只由AC频率组成。因此，常用POST1检察分析结果。选择后处理器的方式：命令：/POST1，/POST26GUI：Main Menu > General PostprocMain Menu > Time Hist Postproc后

40、处理中常用的命令及其GUI路径：后处理中常用的命令及其GUI路径见下面表4。表4后处理命令及其GUI路径功能命令GUI路径选择实数解SET，1，1，0Main Menu >General Postproc >ListResults>Results Summary选择虚数解SET，1，1，1Main Menu >General Postproc >ListResults>Results Summary打印矢量势自由度（AZ）5PRNSOL，AZMain Menu >General Postproc >ListResults>Nodal Sol

41、ution打印时间积分电位（VOLT）5PRNSOL，VOLTMain Menu >General Postproc >ListResults>Nodal Solution打印角节点上磁通密度1，5PRVECT，BMain Menu >General Postproc >ListResults>Vector Data打印角节点上磁场强度1，5PRVECT，HMain Menu >General Postproc >ListResults>Vector Data打印中心总电流密度5PRVECT，JTMain Menu >General

42、Postproc >ListResults>Vector Data打印角节点力2，6PRVECT，FMAGMain Menu >General Postproc >ListResults>Vector Data打印单元节点磁通密度5PRESOL，BMain Menu >General Postproc >ListResults>Element Solution打印单元节点磁场强度5PRESOL，HMain Menu >General Postproc >ListResults>Element Solution打印单元质心总电流密

43、度5PRESOL，JTMain Menu >General Postproc >ListResults>Element Solution打印单元节点力2，6PRESOL，FMAGMain Menu >General Postproc >ListResults>Element Solution打印磁能3，5PRESOL，SENSMain Menu >General Postproc >ListResults>Element Solution打印单位体积焦耳热4，6PRESOL， JHEATMain Menu >General Postp

44、roc >ListResults>Element Solution建立质心磁通密度5的X分量（Y和SUM分量与此类似）单元表ETABLE，Lab，B，XMainMenu >General Postproc > ElementTable> Define Table建立质心磁场5的X 分量（Y和SUM分量与此类似）单元表ETABLE，Lab，H，XMain Menu>General Postproc > Element Table> Define Table建立单位体积焦耳热的单元表选项4，6ETABLE，Lab， JHEATMain Menu>

45、;General Postproc > Element Table> Define Table建立质心电流密度5的X分量（Y和SUM分量与此类似）单元表ETABLE，Lab， JT，XMain Menu>General Postproc > Element Table> Define Table建立单元磁力2，6的X分量（Y和SUM分量与此类似）单元表ETABLE，Lab， FMAG，XMain Menu>General Postproc > Element Table> Define Table建立单元储能3单元表选项ETABLE，Lab， S

46、ENSMain Menu>General Postproc > Element Table> Define Table打印所选单元表选项PRETAB，Lab，1，Main Menu>General Postproc > List Results>Elem Table Data注：上述表中的上标数字号含义如下（更详信息见ANSYS理论手册）：1与该节点相邻的所有已选单元的平均值2力是在整个单元上求和的，但分布在其各个节点上，以便用于耦合分析3磁能为单元总和4乘以单元体积得功率损失5对于谐波分析是瞬间值（在t=0和t =-90时的实部/虚部）6 RMS值：存放在

47、实部解集里的一种可比较值（对有速度效应的区域要进行实部和虚部的求和）用ETABLE命令可以得到很多不常用的项。还能用图形的方式观察上面提到的大多数项目，只需将上述命令的开头用“PL”代替“PR”即可（例如，用PLNSOL代替PRNSOL，如下面的说明）：原命令替代命令GUI路径PRNSOLPLNSOLUtility Menu>Plot>Results>Contour Plot>Nodal SolutionPRVECTPLVECTUtility Menu>Plot>Results>Vector PlotPRESOLPLESOLUtility Menu&g

48、t;Plot>Results>Contour Plot>Elem SolutionPRETABPLETABUtility Menu>Plot>Results>Contour Plot>Elem Table Data也可以图形绘制单元表项，详见ANSYS基本分析过程指南。ANSYS参数设计语言（APDL）也包含在后处理中很有用的命令。为了方便地进行结果处理，ANSYS还提供了一些磁宏命令。关于APDL更多信息见APDL程序员指南。本手册的第11章详细讲述了磁宏命令。 读结果数据为了在POST1中检察结果，ANSYS数据库必须包含已进行了求解的模型，且结果

49、文件（Jobname.RMG或Jobname.RST）必须存在。谐波磁场分析的结果为复数，由实部和虚部分量组成。读取的方式如下（不能同时读二种分量）：命令：SETGUI： Utility Menu>List > Results>Load Step Summary实部和虚部的SRSS值（平方和之平方根）才是结果的真实幅值，这可通过后处理中的载荷工况（load case）操作实现。.1 等值线显示几乎所有的结果项（包括磁通量密度和磁场强度），都可以用等值图的方式显示出来：命令：PLNSOL，PLESOLGUI： Utility Menu>Plot>Results>

50、;Contour Plot>Elem SolutionUtility Menu>Plot>Results>Contour Plot>Nodal Solution注意：导出数据（如磁通密度和磁场强度）的等值线显示是在节点上作平均后的数据。在PowerGraphics模式（缺省值）下，可以观察不连续材料任何位置的节点平均值。通过下列方式打开PowerGraphics模式：命令：/GRAPHICS, POWER GUI：Utility Menu>PlotCtrls> Style>Hidden-Line Options.通常一些导出数据的节点平均数据在材

51、料不连续处无效，这时可打开工具条中的Powergraphics选项。.2 矢量显示矢量显示(不要与矢量模式混淆)可以方便地观看一些矢量（如A，B, H和FMAG等）的大小和方向。命令：PLVECTGUI:Utility Menu>Plot>Results>Vector Plot对于矢量列表显示，使用下列方式：命令：PRVECTGUI:Utility Menu>List>Results>Vector Plot.3 列表显示在列表显示之前，可先对结果进行按节点或按单元排序：命令：ESORT，NSORTGUI:Main Menu>General Postpr

52、oc>List Results>Sort NodesMain Menu>General Postproc>List Results>Sort Elems然后再进行列表显示：命令：PRESOLPRNSOLPRRSOLGUI:Main Menu>General Postproc>List Results>Element SolutionMain Menu>General Postproc>List Results>Nodal SolutionMain Menu>General Postproc>List Results&

53、gt;Reaction Solu.4 磁力ANSYS可计算三种磁力：·时间平均洛伦兹力(J´B力)程序自动对所有的载流单元进行受力计算，这些力保存在“实部解”数据集里面（参看SET命令如何提取“实部解”）。选择所有载流单元后，可用PRNSOL,fmag命令对这些单元力进行列表显示。同时，也可对力进行求和，方式如下：首先，将这些单元力移入到单元表中：命令：ETABLE,tablename,fmag,x(或y)GUI:Main Menu>General Postproc>Element Table>Define Table然后，对单元表进行求和：命令：SSUM

54、GUI:Main Menu>General Postproc>Element Table>Sum of Each Item对有速度效应的区域（KEYOPT(2) = 1），要进行实部和虚部的求和，才能获得时间平均力。·时间平均Maxwell力；对于哪些加了MXWF表面加载标志的单元，可计算Maxwell力。对Maxwell力进行列表，需要先选择所有加了标志的单元，读入“实部解数据集”，再执行下列操作：命令：PRNSOL,fmagGUI:Main menu>General Postproc>List Results>Nodal Solution对施加

55、了部件边界条件（用FMAGSBC宏命令）的部件，可以方便的求得时间平均Maxwell力，可按照如下方式用FMAGBC宏很方便地求和：命令：FMAGSUMGUI:Main Menu>General Postproc>Elec&Mag Calc>-2D and 3D-Comp. Force按照求解一般洛伦兹力的步骤（第2章），对这些力求和。注意：对有速度效应的区域（KEYOPT(2) = 1），要对存储在“实部解”和“虚部解”中的数据集进行求和，以得到时间平均力。·时间平均虚功力对于那些在感兴趣部件相邻区域设定了MVDI标记的一层空气单元，可以计算虚功力。要获取

56、这些力，请选择所有载流单元，然后利用单元的NMISC记录，用ETABLE命令按顺序号（snum）存储这些力（详见ANSYS单元手册对PLANE13的描述）。命令：ETABLE,tablename,nmisc,snumGUI:Main Menu>General Postproc>Element Table>Define Table将数据移入到数据表中后，可用PRETAB命令进行列表：命令：PRETABGUI: Main Menu>General Postproc>Element Table>List Elem Table对施加了部件边界条件（用FMAGBC宏命

57、令）的部件，可以方便的求得时间平均虚功力，命令：FMAGSUMGUIMain Menu>General Postproc>Elec&Mag Calc>-2D and 3D-Comp. Force再如洛伦兹力中所述，将这些力求和可得到合力。注意：对有速度效应的区域（KEYOPT(2) = 1），要对存储在“实部解”和“虚部解”中的数据集进行求和，以得到时间平均力。.5 磁力矩ANSYS可计算三种磁力矩：·时间平均洛伦兹力矩(J´B力矩)程序自动对所有的载流单元进行力矩计算，并把力矩值存储在“实部解”数据集，选择这些载流单元后用ETABLE命令（或者其

58、等效GUI路径）加上单元力矩值的序列号（NMISC记录），将这些单元力矩移入到单元表中（参见ANSYS单元手册中PLANE13 的选项和顺序号以及ETABLE和ESOL的选项和顺序号）：命令：ETABLE,tablename,NMISC,snumGUI:Main Menu>General Postproc>Element Table>Define Table当力矩移动到单元表后，可以用下列方式列出力矩值：命令：PRETABGUI：Main Menu>General Postproc>Element Table>List Elem Table也可以用用PLES

59、OL和PRESOL命令加上NMISC号列出结果。对单元表进行求和，得到总力矩：命令：SSUMGUI:Main Menu>General Postproc>Element Table>Sum of Each Item注意：对有速度效应的区域（KEYOPT(2) = 1），要对存储在“实部解”和“虚部解”中的数据集进行求和，以得到时间平均力。·Maxwell力矩ANSYS自动对定义了“Maxwell表面”标志“MXWF”的单元计算Maxwell力矩，其求解力矩的过程与求解洛伦兹力矩的过程一样。如果通过FMAGBC将力矩设定为边界条件，则可通过下面的命令或菜单简单地获取力矩值：命令：TORQSUMGUI：Main Menu&g