ANSYS低频磁场第四章-3

1、第四章第四章第第3节节三维电磁模拟三维电磁模拟4.3-2问题描述问题描述 1/4对称对称 线圈为电流供电线圈为电流供电 线圈为绞型导体线圈为绞型导体分析顺序分析顺序 施加边界条件施加边界条件 执行模拟执行模拟 后处理后处理 计算力计算力 计算电感计算电感单位: mm衔铁线圈定子4.3-3物理区域物理区域 定子定子 r = 500 衔铁衔铁 r = 500 线圈线圈 自由空间自由空间: r = 1 空气空气 自由空间自由空间 : r = 1励磁励磁: 3,000 安匝安匝平面对称平面对称-通量平行通量平行 Y-Z 平面平面 X-Z 平面平面原点原点ZYX电流方向电流方向4.3-4在命令窗口输入在

2、命令窗口输入team20建模建模模型信息模型信息 单元类型单元类型: 边单元列式，边单元列式， solid117 励磁线圈励磁线圈: 线圈要建模线圈要建模 线圈横截面积线圈横截面积: ACOND 参数参数 线圈全部单元加载电流密度线圈全部单元加载电流密度 单元组件单元组件: 线圈单元组件名线圈单元组件名: COIL 衔铁单元组件名衔铁单元组件名: ARMATURE4.3-5线圈区加载电流密度线圈区加载电流密度 按单元坐标系加载电流密度按单元坐标系加载电流密度 线圈区单元可用不同单元坐标线圈区单元可用不同单元坐标系系 线圈转角部分用柱坐标系线圈转角部分用柱坐标系(ESYS 11) 直段部分用直角

3、坐标系直段部分用直角坐标系局部坐标系局部坐标系11 : 柱坐标、柱坐标、原原点在线圈转角半径中心点在线圈转角半径中心电流方向电流方向激活线圈单元坐标系激活线圈单元坐标系ESYS号号4.3-6转角部分电流的转角部分电流的正方向为单元坐正方向为单元坐标的标的 “Y”向向+Xglobal+Yglobal直段部分电流的正直段部分电流的正方向为单元坐标系方向为单元坐标系的的“Y”向向直段部分电流的直段部分电流的负方向为单元坐负方向为单元坐标系的标系的 “X”向向 确认确认 JS电流分量和符号电流分量和符号线圈电流方向线圈电流方向4.3-7用实常数来选择线圈的两个部分，把用实常数来选择线圈的两个部分，把J

4、SY 和和JSX 加于相应的部分加于相应的部分实常数实常数4 (JSX 0)实常数实常数2 (JSY 0)+Xglobal+Yglobal4.3-8 在线圈组件的在线圈组件的2和和3实常数单元上施加实常数单元上施加“3000/acond” JSY电流密度电流密度分量分量Soluapplyexcitation-curr density-on elements (Pick All) 选择选择 OK 在线圈组件的实常数在线圈组件的实常数4单元上施加单元上施加“-3000/acond” JSX电流密度分量电流密度分量 Soluapplyexcitation-curr density-on elemen

5、ts (Pick All) 选择选择 OK4.3-9利用图形控制，在单元图上显示电流密度利用图形控制，在单元图上显示电流密度Utilityplotctrlssymbols4.3-10在模型所有外表面上施加通量平行条件在模型所有外表面上施加通量平行条件 Y-Z 平面（对称平面）平面（对称平面） X-Z平面（对称平面）平面（对称平面） 其余平面施加远场边界条件其余平面施加远场边界条件激活整个模型激活整个模型选择外部表面选择外部表面加通量平行边界条件加通量平行边界条件Soluapplyboundary-flux parl-by areas选择选择“Pick ALL” 选择选择 OK4.3-11施加力

6、计算标志施加力计算标志 Soluapplyflagcomp. Force ARMATURE选择选择 OK衔铁面上加衔铁面上加Maxwells 标志标志4.3-12 确保激活整个模型确保激活整个模型 选择求解类型选择求解类型Soluanalysis options 选择选择 OK 选择选择 OK Solucurrent LS4.3-13最好选择模型的几个部分来生成磁通密度矢量图，以显示场量值和方向最好选择模型的几个部分来生成磁通密度矢量图，以显示场量值和方向不选择空气不选择空气 (材料材料 1)Postprocplot results-vector plot-predefined 选择选择 OK

7、只允许显示激活单只允许显示激活单元的轮廓线元的轮廓线如果箭头太长如果箭头太长，可设置，可设置 elec&mag calccomp.force ARMATURE选择选择OK这些力将与未建模产生的力相抵消这些力将与未建模产生的力相抵消乘以乘以4得总垂直力得总垂直力.4.3-16计算线圈力，生成单元表项计算线圈力，生成单元表项.选择线圈组件选择线圈组件COILPostprocelement tabledefine table ADD 选择选择 APPLY( Y方向方向 Lorentz 力力) 选择选择 APPLY( X方向方向 Lorentz力力)4.3-17( Z方向 Lorentz 力)

8、 选择选择 OK 选择选择 CLOSE4.3-18线圈单元上的力求和线圈单元上的力求和 Postproc.element tablesum of each item这些分力与未建模型生成的这些分力与未建模型生成的力相抵消，但会使线圈扭曲力相抵消，但会使线圈扭曲Z方向总力要乘以方向总力要乘以4，此，此力分量引起线圈紧压定力分量引起线圈紧压定子下部子下部4.3-19计算围绕线圈的磁动势（计算围绕线圈的磁动势（MMF ） 最好选择最好选择X-Z平面平面 (Y=0)上的节点上的节点 再选择这些与节点相连的单元再选择这些与节点相连的单元开始路径选择，这是起始点开始路径选择，这是起始点也是终点（最好利用缩放来也是终点（最好利用缩放来选取路径上节点）选取路径上节点） 定义路径定义路径Postprocelec&mag calcdefine path 路径上选择节点后，选取路径上选择节点后，选取OK4.3-