ansys电磁分析第二章-5.ppt

1、第二章 第5节,二维静磁学,2.5-2,耦合和约束方程,应用 问题描述 平面磁性离合器 六极装置 平行磁化 分析目的 利用奇对称周期性条件来模拟1/6模型 计算图示状态的力矩,定子,磁性离合器,转子,2.5-3,性质 定子和转子磁体: Hc = 750,000 A/m Br = .9896 (r=1.05) 定子和转子磁体 SA1010 转子磁化方向 (水平方向反时针30度） 定子磁化方向：水平 模型参数 半径单位(R) : 英寸 励磁: 无,磁离合器1/12模型,转子铁，材料 2,转子磁体，材料 3,定子磁体，材料 6,定子铁，材料 5,(上面只显示了一半模型),2.5-4,利用clutch

2、.mac宏命令建模 实体模型和单元（国际单位制） SA1010系列铁 将定子磁体单元和铁单元定义为一个部件S_IRON 每个转子磁体各有一个单元坐标系,材料号,该磁体单元的X方向为11号局部坐标系的X方向,该磁体单元的X 方向为12号局部坐标系的X方向,2.5-5,对材料2和3定义为各向同性磁体性质 Preproc.material propsisotropic,重复这些步骤，定义定子磁体材料3,选择 OK,选择OK,2.5-6,为转子磁体平行磁化方向定义11号局部坐标系 水平方向反时针30度（总体坐标+X 轴） 局部坐标系原点与总体坐标系一致 Utilityworkplanelocal co

3、ord. systemscreate local CSat specified location,回车（键盘） 在选择框选取OK,2.5-7,11号局部坐标系的X轴与总体坐标系X轴的夹角,选取OK,2.5-8,采用与前面相同的方法为下面转子磁体建立12号局部坐标系,下面转子磁体是-30, 但方向相反 (180 ),选择OK,0,-30+180,2.5-9,为了观察单元坐标系的变化，要激活单元坐标系标记 Utilityplot cntrlssymbols,选择 OK,“白”“绿”坐标轴分别相应于单元轴的X、Y方向,2.5-10,给定子外半径加上通量平行条件 Preprocloadsapplybo

4、undary-flux par lon lines (选择定子铁体外半径上弧线) 通过强迫内半径上节点的MVP保持常数，在转子铁体内半径上施加通量平行边界条件 选择转子内半径上节点 对内半径上节点进行耦合 Preproccouple DOFs （在选择框选择pick ALL ),选择OK,2.5-11,激活总体坐标系 Utilityworkplanechange active CSglobal CS 识别模型内外半径位置 关键点 9 : 模型内半径上 关键点19 : 模型外 半径上,2.5-12,周期性边界条件必须施加到离合器两侧 Preprocloadsboundary periodic B

5、Cs,选择OK,用关键点函数功能得到内外半径的值,选择OK,模型另一侧边的位置,2.5-13,磁离合器1/6模型边界条件,耦合使内半径满足通量平行条件,各自的约束方程保证了奇对称条件,强制约束使外半径满足通量平行条件,2.5-14,利用求解时贮存的单元数据来计算力矩，故必须设置力矩计算标志 Preprocloadsapplyflagcomp. Force/torq (利用宏命令定义的 S_IRON 组件),施加相应的表面标志以计算力/力矩,(只图示模型上半部分）,2.5-15,求解计算 Soluelectromagnetopt&solv,磁力线图,2.5-16,计算力矩 Postprocele

6、ct&mag calccomp. Torque (选择 S_IRON 组件),力矩作用于定子 注意：力矩单位为单位长度牛米,2.5-17,利用Maxwell应力张量方法由路径计算也能计算力矩 Postproelec&mag calccircular torq,计算力矩时的圆形路径半径,选择 OK,2.5-18,力矩作用在转子上使定子和转子磁极成一直线排列,力矩计算路径,2.5-19,模拟有许多磁极的电机，周期性边界条件非常有用 右图显示的是一个10极永磁电机 模拟转子的运动。当转子转动时，电流会变化。 定子槽内显示电流密度 本模型也允许转子和定子相互独立 观看动画，可执行动画文件: mach2

7、d.avi,定子,转子,2.5-20,约束方程不相同网格,应用,问题描述 轴对称致动器 分析目的 计算衔铁在任意垂直位置时的电磁力,线圈,定子,衔铁,2.5-21,性质 定子/衔铁：铁介质 r = 1000 线圈: 空气磁导率 空气: 空气磁导率 励磁 4000 安匝,衔铁运动方向,衔铁材料 4,定子材料 4,线圈材料 3,2.5-22,输入宏命令mv_arm.mac建立模型 实体模型和单元（SI 单位制） 磁化率 = 1000 衔铁单元组件A_IRON 衔铁单元和节点组件ARMATURE 线圈为4000安匝,模型在此线上不相连,2.5-23,连接不相同网格需要有： 网格较细的一边的节点 另一

8、边的单元 将定子一侧边界上的节点建立组件. 选择定子模型边界上线段 选择STATOR组件 再选择边界上线段 选择所选线段上的全部节点 建立单节点组件CE_N,定子内半径全部节点,2.5-24,选择衔铁组件ARMATURE 选择节点组件 CE_N 应用约束方程生成器 Preproccoupling/ceqnadjacent regions,选择 OK,2.5-25,节点上施加通量平行条件，但不包括约束方程所含节点 激活全部单元 选择外部节点 不选约束方程中节点 （最大约束方程数为1000） Preproc.loadsapplyboundary flux -parl- on nodes (选择pi

9、ck all）,生成约束方程,2.5-26,对衔铁施加力边界条件标志 PreprocessorLoadsApply-Magnetic-FlagComp Force,选择 OK,产生运动后，衔铁力标志仍然有效,2.5-27,执行求解 全部激活 Soluelectromagnetopt&solve 图示磁通密度 Postprocplot resultsnodal solution 弱场显示有严重漏磁 注：磁力线和磁通密度在边界上连续,BSUM (T),磁通密度和磁力线迭加显示,2.5-28,利用求解时所得力求和而得到垂直力 Postproelec&mag calccomp. Force (应用 A

10、_IRON组件),作用在衔铁上的力迫使衔铁向下运动,2.5-29,利用move/modify 菜单使与衔铁相关的平面向下运动 选择 ARMATURE组件 Preprocmove/modifyareas (选择pick ALL),衔铁向下运动距离,选择 OK,2.5-30,衔铁需要与定子重新相关联 首先删除已存在的约束方程 Preproccouple/ceqndel constr eqn,选择 OK 与前面一样重新设置衔铁的关联 对除有约束方程的节点外的所有外部节点重新施加平行条件 执行求解,2.5-31,BSUM (T),显示磁通密度和磁力线迭加图 由于衔铁位置改变，磁力线随着变化 定子内最大磁密