ANSYS电磁场培训手册

第四章

第4节三维电磁模拟1在交变场中的三维杆导体问题描述1/8对称外园导体是电流供电块导体内杆是导磁/导电体分析顺序施加边界条件执行求解后处理计算功率损失观察径向功率分布2物理区域外导体μr=1ρ=.1714E-7Ω-m内导体μr=50ρ=1E-7Ω-m空气自由空间:μr=1励磁:10,000A(峰值)1,000Hz对称平面X-Y平面—通量垂直X-Z平面—通量平行Y-Z平面—通量平行单位:mm外导体内导体3在命令窗口输入ac3d建模模型信息单元类型:边单元solid117导体-AZ,VOLT自由度空气-AZ自由度励磁导体：导体要建模总电流加到截面的一个节点上单元组件:内导体:BAR外导体:ELEMENT4靠近杆BAR外半径处要加密网格，以满足集肤效应的计算要求（集肤厚度(δ)上要有两个单元）BAR的边界δ=(πμσf)-1/2(m)式中μ=磁导体=μrμ0

=50*1.256E-6σ=电导率=1/ρρ=电阻率(Ohm-m)=1E-7f=场频率(Hz)=1000δ=.77mm5外导体的内半径由于集肤效应，外导体内半径也要网格细化δ=(πμσf)-1/2(m)式中μ=磁导率=μrμ0

=1.256E-6σ=电导率=1/ρ

=5.83E-8f=场频率(Hz)=1000δ=2.1mm6在内导体对称平面加VOLT约束施加VOLT约束

Solu>apply>-electric-boundary>onareas选择内杆对称端面平面选择

OK7对于外导体对称平面:在一个对称平面上施加VOLT耦合在耦合端的一个节点上施加电流值在另一个对称面的全部节点上施加VOLT约束（只对于导体节点）外导体施加10,000安(峰值）1,000Hz电流8在对称平面上加电压（VOLT）耦合选择外导体对称平面上节点建立耦合

Preproc>couplin/ceqn>coupledof>PickAll确保号码不重复选择

OK外导体

Y-Z对称面节点9利用节点图，在一个关键点上加电流值Preproc>loads>apply>-electric-excitation>impressedcurrents-onkeypoints选择

OK选择任意一个角节点-它对应于一个关键点已加电流标志10外导体体另一一对称称面的的节点点上加加VOLT约束Solu>apply>-electric-boundary>onareas选择外外导体体Y=0的对称称平面面选择OK11通量平平行边边界条条件:Y-Z平面(X=0)X-Z平面(Y=0)在模型型末端端(Z最大值值位置置）加加通量量平行行边界界条件件作为为一个个远程程边界界条件件面上上加加边边界界条条件件使整整个个模模型型激激活活选择择外外表表面面不选选Z=0的平平面面12加通通量量平平行行条条件件Preproc>loads>apply>-magnetic-boundary>-fluxpar’’l-onareas全部部选选取取在Z=0处，，通通量量垂垂直直是是自自然然边边界界条条件件，，对对于于边边单单元元列列式式方方法法，，不不要要求求加加边边界界条条件件（（自自动动满满足足））不包包括括Z=0的外外表表面面约束束AZ使通通量量平平行行13执行行求求解解Solu>newanalysis[HARMONIC]频率率为为1,000HzSolu>time/frequenc>freq&substps选择择OK14确保保激激活活整整个个模模型型Utility>select>everything选择择交交流流分分析析的的求求解解器器Solu>analysisoptions选择择OK开始始求求解解Solu>currentLS选择择OK15读取取结结果果的的虚虚数数部部分分Postproc>byloadstep[选择择虚虚数数部部分分]选择择OK利用用预预定定义义矢矢量量图图示示，，能能观观察察杆杆内内电电流流密密度度Postproc>plotresults>-vectorplots-predefined选择择OK使箭箭头头在在几几何何体体上上合合理理缩缩放放16杆内内电电源源虚虚数数解解的的放放大大图图示示17后处处理理显显示示内内导导体体杆杆功功率率损损失失(材材料料2)选择择内内导导体体(BAR组件件)Postproc>elec&magcalc>power后处处理理显显示示内内杆杆功功率率损损失失(材材料料2)选择择内内导导体体(BAR组件件））Postproc>elec&magcalc>power18图示示功功率率损损失失密密度度(PLOSSD)激活活BAR组件件单单元元图示示PLOSSD单元元项项Postproc>plotresults>选19要观观察察功功率率损损失失深深度度，，可可将将功功率率损损失失映映射射到到路路径径上上并并按按路路径径显显示示选择择与与BAR单元元组组件件相相连连的的节节点点在杆杆的的对对称称面面上上定定义义一一条条路路径径Postproc>pathoperations>definepath>bynodes在BAR组件件每每个个转转角角选选择择一一个个节节点点选择择OK20将PLOSSD单元元项项映映射射到到路路径径上上Postproc>pathoperations>mapontopath选择OK21坐标轴轴，栅栅格，，曲线线可用用下列列菜单单修改改Utility>plotctrls>style>graph显示POWER路径选选项Postproc>pathoperations>-plotpathitem-ongraph选择OK22这也可可以在在几何何图上上绘制制选择BAR组件并并图示示单元元在命令令窗口口输入入/noerase图示POWER路径Pos