INFOLYTICA培训教程.ppt

1、2008-1,海基科技,1,INFOLYTICA 培训教程,2008-1,海基科技,2,MagNet培训内容,用户界面 几何建模 材料 线圈 电路 边界条件 网格划分 求解 后处理 参数化 脚本 联合仿真 ElecNet ThermNet OptiNet,2008-1,海基科技,3,用户界面-简介,Infolytica公司的MagNet、ElecNet、ThermNet都采用同样的windows界面。,2008-1,海基科技,4,用户界面-简介,界面的主要组成 下拉菜单：提供命令用来建立、求解和分析模型； 工具条：常用菜单命令的快捷方式； 四个非常有用的管理栏：用来对模型的管理和数据的输入输出

2、； 显示区：用来建立模型、显示网格和求解结果。,2008-1,海基科技,5,用户界面-简介,右键属性功能：Infolytica右键属性功能非常强大，首先选择对象，然后点右键属性，可以对对象的各种属性参数进行修改设置。,2008-1,海基科技,6,用户界面-简介,界面的功能 建立或者导入模型 赋材料特性 加载激励，例如，线圈 划分网格 通过参数化形成不同的工况 加载边界条件、求解模型 后处理 采用脚本定义自动任务,2008-1,海基科技,7,用户界面-简介,界面用户个性化 移动工具条 添加、删去工具 通过脚本增加菜单,2008-1,海基科技,8,用户界面-工程栏,工程栏：用来管理工程；它包括对象

3、页面、材料页面、线圈页面、工况页面、场图页面以及显示页面。,2008-1,海基科技,9,用户界面-工程栏,工程栏采用树形排列以方便管理模型，例如： 查看模型如何建立 直接隐藏模型中的部件 快速找到各种各样的部件,2008-1,海基科技,10,用户界面-工程栏,对象的展开和收拢 点击对象左边的+号展开对象 点击对象左边的-号收拢对象 右键点击页面的名称可以展开或收拢该页面下的所有对象 对象名称的更改,2008-1,海基科技,11,用户界面-工程栏,对象页面是工程栏中首要的页面； 对象页面的作用： 显示整个模型（部件、线圈、边界条件、电路部件、切片）并快速的连接他们的属性； 快速选择模型的各个组成

4、成分，例如选择显示区看不到的面用来生成线圈； 通过右键属性控制部件是否visible或者是否disable； 通过调整部件的排列顺序来决定优先级； 可以在边界条件和运动部件对象中快速添加或者删除某些部件。,2008-1,海基科技,12,用户界面-工程栏,材料页面是用来管理材料的； 工况页面显示参数化模型的不同工况；,2008-1,海基科技,13,用户界面-工程栏,显示页面用来控制和设置显示区所显示的图层的；,2008-1,海基科技,14,用户界面-工程栏,线圈页面显示模型中建立的线圈和其属性； 场图页面显示求解后的场图；,2008-1,海基科技,15,用户界面-显示区,显示区是用户建立模型、显

5、示网格和场图的地方；,2008-1,海基科技,16,用户界面-显示区,显示区可以包含很多不同的窗口；通过菜单下windows下new windows新建不同的窗口，每个窗口可以显示不同的内容,2008-1,海基科技,17,用户界面-显示区,通过工程栏显示页面对显示区的图形属性进行设置； 在显示页面选择显示区的图层，点右键属性即可修改设置；,2008-1,海基科技,18,用户界面-显示区,显示模式-轮廓线模式,2008-1,海基科技,19,用户界面-显示区,显示模式-实体模式,2008-1,海基科技,20,用户界面-显示区,显示模式-初始2D网格,2008-1,海基科技,21,用户界面-显示区,

6、显示模式-初始3D网格,2008-1,海基科技,22,用户界面-显示区,显示模式-求解网格,2008-1,海基科技,23,用户界面-显示区,显示模式-场图,2008-1,海基科技,24,用户界面-显示区,多个窗口，表达不同的内容,2008-1,海基科技,25,用户界面-显示区,通过工程栏显示页面的不同的view对显示区的图层进行控制,2008-1,海基科技,26,用户界面-对象,通过工程栏的对象页面对模型中的各种对象进行操作，具体包括构造线、点、边、面、体、线圈、电路。,2008-1,海基科技,27,用户界面-对象,线圈对象、电路对象,2008-1,海基科技,28,用户界面-对象,对象的选取

7、在工程栏中直接选取 采用选择工具条 支持shift、ctrl键同时选择多个对象,2008-1,海基科技,29,用户界面-对象,Infolytica右键属性非常强大，首先需选择对象，然后点右键属性，进行相应参数的设置；,2008-1,海基科技,30,用户界面-对象,2008-1,海基科技,31,几何建模-简介,模型可以在MagNet中建立，也可导入模型； 模型可以是2D，也可以是3D； 为了防止几何和网格错误，准确度要比CAD软件高； 在画图时避免采用none的捕捉方式，应采用grid、Endpoints or Intersection 的捕捉方式；,2008-1,海基科技,32,几何建模-简介

8、,采用键盘工具条进行输入 画构造面（切面）是建立模型的基础 可以采用MagNet建立 也可以导入dxf格式的文件,2008-1,海基科技,33,几何建模-简介,曲线平滑度,2008-1,海基科技,34,几何建模-drawing,模型中的部件一般都是将某个切面沿某个方向拉伸生成实体 Drawing需要用到的工具 画图工具 提取构造线工具 剪切工具 变换工具 导入dxf,2008-1,海基科技,35,几何建模-drawing,画图时，可以打开辅助网格,2008-1,海基科技,36,几何建模-drawing,构造切面的移动,2008-1,海基科技,37,几何建模-drawing,构造切面的线的属性

9、构造切面的线只是为了帮助拉伸成实体，它在网格划分，求解中不再参与，可删除。,2008-1,海基科技,38,几何建模-drawing,画图之前一定先设置好单位 采用直线、圆弧、圆三个工具画图 可以采用不同的捕捉方式,2008-1,海基科技,39,几何建模-drawing,剪刀工具 变换工具,2008-1,海基科技,40,几何建模-drawing,提取构造线工具,2008-1,海基科技,41,几何建模-drawing,例一 打开一个新文档，设定长度单位为厘米，然后另存为stator。 设置画图网格Extent : x = -8,8; y = -8,8， Spacing : x = 1; y = 1

10、 ，并让他可见。 可以直接鼠标输入也可采用键盘精确输入，例如，首先画圆，圆心（0，0），半径为4，通过view工具控制圆滑程度；输入直线（3.2，0），（3.2，3）。 继续画直线，在draw菜单下将snap方式变为intersection point，选择交点，下一点为（5，1）。 继续用键盘输入画线（5，1），（6.5，1）。 采用鼠标画直线(6, 1), (6, 2), (5, 2) and (5, 1). 通过裁减工具除掉不要的线段，采用对称影射工具复制生成对称的边。 采用旋转复制所有的边。 通过裁减工具除掉不要的线段，再画外圆，半径为8。 假设我们只要定子的1/4，也就是-45度到4

11、5度，那么我们首先将键盘输入工具条上的直角坐标系转化为圆坐标系，然后输入直线（0，0），（8，45）；（0，0），（8，-45）。 除去不需要的部分，得到1/4定子边，我们还可以对它进行放大缩小。,2008-1,海基科技,42,几何建模-drawing,2008-1,海基科技,43,几何建模-drawing,例二 打开一个新文档，设定长度单位为厘米，然后另存为C-core with a coil。 打开画图网格。 首先画永磁体部分，键盘输入直线（-1，1.5），（1，1.5），（1，-1.5），（-1，-1.5）。 然后用鼠标画铁轭，如下图左图： 接着用键盘输入画线圈，如上图右图。 对其进行影

12、射复制。 画空气包。 将模型export保存为dxf格式。可以用autocad打开dxf格式。 演示import这个dxf文件。,2008-1,海基科技,44,几何建模-drawing,例三 打开一个新文档，设定长度单位为毫米，然后另存为Induction motor。 为了更好的显示圆弧的平滑，首先在view下将Curve smoothness angle 设置为 3。 首先画转子。画两个圆First circle: Center = (54.2, 0), Point = (54.2, 1.2)；Second circle: Center = (73.4, 0), Point = (73.4

13、, 2.6) 然后选取select construction slice lines/arcs工具，选中两个圆的上半部分，然后在Tools menu/Scripting/Run Script下运行脚本CirclesTangents.vbs，生成两个圆的切线。 删掉下半部分的切线，接着画圆，Center = (84.5,0), Point = (88,0)。 画两条线段，First line: from (75, 0.5) to (89.75, 0.5)； Second line: from (52, 0) to (54, 0)。 选中所有的线段，然后点裁减工具。将所有的线段沿交点断开。 删掉多

14、余的线段，剩下的如右图：,2008-1,海基科技,45,几何建模-drawing,选中所有的线段进行影射复制生成另一半。 选中所有的线段，旋转45/7 = 6.4285714285714285714285714285714。 重新选择所有的线段，进行旋转复制，角度改为90/7 = 12.857142857142857142857142857143。复制6个即可。 转子画好后，我们接着画定子。画一条线两个圆，Line: from (90.25, 1.5) to (92, 1.5) ，Circle: Center = (94.6, 0), Point = (94.6, 3.3) ，Circle:

15、Center = (111.1, 0), Point = (111.1, 5.5) 。 同前面一样，画两圆的切线。 选择所有的线段，然后点裁减工具。将所有的线段沿交点断开。删掉多余的线段，生成如下图：,2008-1,海基科技,46,几何建模-drawing,选中上面的线段，进行影射复制生成另一半。 选择它进行旋转，旋转45/9=5度。 重新选择它，进行旋转复制，角度90/9=10度。复制8个即可。 画其他部分： Rotor Inner arc: Center = (0, 0), First point = (30, 0), Second point (0, 30) Outer arc: Cen

16、ter = (0, 0), First point = (89.75, 0), Second point (0, 89.75) Stator Inner arc: Center = (0, 0), First point = (90.25, 0), Second point (0, 90.25) Outer arc: Center = (0, 0), First point = (140, 0), Second point (0, 140) Air box arc: with Center = (0, 0), First point = (150, 0), Second point (0, 1

17、50) Air gap Inner arc: Center = (0, 0), First point = (89.875, 0), Second point (0, 89.875) Middle arc: Center = (0, 0), First point = (90, 0), Second point (0, 90) Outer arc: Center = (0, 0), First point = (90.125, 0), Second point (0, 90.125) Side edges Horizontal: from (0, 0) to (150, 0) Vertical

18、: from (0, 0) to (0, 150),2008-1,海基科技,47,几何建模-实体,在模型中，每个实体表现为不同的材料和形状 实体采用下列方式建立： 三种拉伸方式 提取构造线，继续拉伸生成实体 选择某个面，继续拉伸生成实体 变换 导入3D模型,2008-1,海基科技,48,几何建模-实体,隐藏虚线,2008-1,海基科技,49,几何建模-实体,实体的点、线、面、体，通过右键属性可以查看其参数,2008-1,海基科技,50,几何建模-实体,Infolytica中的实体是对下面的两种面进行拉伸生成的 构造切片的面 实体上的面,2008-1,海基科技,51,几何建模-实体,实体沿三种扫

19、描路径进行拉伸： 生成实体的要点： 生成实体前首先选择面； 坐标系 右键属性更改拉伸方式 生成实体的选项 在生成实体的对话框中有三个选项 第一个选项是合并共线的两个构造切面生成一个实体,2008-1,海基科技,52,几何建模-实体,第二个选项是忽略空洞 第三个选项移除实体上多余的点：针对一条直线上的多段线段或者同圆心同半径的多条圆弧的情况，可生成多个面，如果采用此项，则合并为一个面,2008-1,海基科技,53,几何建模-实体,直线拉伸、圆弧拉伸,2008-1,海基科技,54,几何建模-实体,例一：直线拉伸（stator.mn）,2008-1,海基科技,55,几何建模-实体,例二：旋转拉伸,2

20、008-1,海基科技,56,几何建模-实体,例三：实体的修改-将沿x方向拉伸的实体（左图）变薄（右图） 四种方法 通过修改构造切片面 不通过修改构造切片面 利用实体上的面 做切片，布尔减法,2008-1,海基科技,57,几何建模-实体,方法一：修改构造切片面,2008-1,海基科技,58,几何建模-实体,方法二：不通过构造切片面,2008-1,海基科技,59,几何建模-实体,方法三：利用实体上的面,2008-1,海基科技,60,几何建模-实体,方法四：做切片，与实体做布尔运算,2008-1,海基科技,61,几何建模-实体,例五：3D拉伸 画直线如下图：（注意坐标） 选中左边较小的闭合面，旋转拉

21、伸Center = (4,0), Axis vector = (0, 1), Material = Copper. 选中生成体的end face，进行平移拉伸，长度为3。Material = Copper. 选中平移拉伸体的end face，然后点击转变坐标系为局部坐标系，旋转拉伸Center = (4,0), Axis vector = (0, 1), Material = Copper. 同理生成其它的部分。,2008-1,海基科技,62,几何建模-实体,例六：实体的复制 注意： 当对某实体进行复制时，复制体的坐标在复制的过程中也发生了变化； 对实体的拉伸、旋转都是基于他自己的局部坐标系的

22、。 情况1：,2008-1,海基科技,63,几何建模-实体,情况2,2008-1,海基科技,64,几何建模-实体,例七：通过参数修改模型,2008-1,海基科技,65,几何建模-实体,复合拉伸,2008-1,海基科技,66,复合拉伸,2008-1,海基科技,67,几何建模-实体,生成螺旋线如下：,2008-1,海基科技,68,几何建模-实体,例一,2008-1,海基科技,69,几何建模-实体,例二：斜体（斜槽）,2008-1,海基科技,70,几何建模-实体,实体的变换,2008-1,海基科技,71,几何建模-实体,已建立好的实体，可对其进行修改，具体方式如下： 实体属性的拉伸页面，可改变拉伸长

23、度,2008-1,海基科技,72,几何建模-实体,布尔运算,2008-1,海基科技,73,几何建模-实体,通过对实体上点的位置的修改 可通过鼠标，也可通过键盘输入,2008-1,海基科技,74,几何建模-实体,通过实体属性参数页面设置实体开始面和终止面的倾斜角度,2008-1,海基科技,75,几何建模-实体,例：布尔操作,2008-1,海基科技,76,几何建模-实体,2008-1,海基科技,77,几何建模-实体,2008-1,海基科技,78,几何建模-实体,2008-1,海基科技,79,几何建模-实体,2008-1,海基科技,80,几何建模-模型,几乎所有的情况，所有的部件都被空气包包住 必须

24、有空气包才能形成合理的求解域 当生成空气包时，有时候需采用忽略空洞的方式，主要是为了防止当空气包里面的部件几何尺寸或者位置发生变化时，出现的空旷区域而产生求解错误。,2008-1,海基科技,81,几何建模-模型,对于互相交叠的多个实体，其优先级满足两个规则： 一个大实体完全包住一个小实体，则小实体的优先级高； 在工程栏对象页面的树形排列中，越往下其优先级越高；,2008-1,海基科技,82,几何建模-模型,2D模型的所有实体必须采用相同的拉伸方式（直线、圆弧），且其拉伸方向相同（垂直xy面）；（轴对称模型、平移对称模型） 2D模型允许拉伸长度为0； 2D模型不能导入sat文件 2D模型只剖分所

25、有和面Z=0相交的实体的面，且对其进行求解。,2008-1,海基科技,83,几何建模-模型,3D模型没有轴对称和平移对称模型的概念 有两种网格剖分方式：ACIS 3D Solid Modeler 、Extrusion Solid Modeler,2008-1,海基科技,84,几何建模-导入、导出,现有的模型可以导入到infolytica新模型中； 还可以把模型导出，方便其他软件的使用；,2008-1,海基科技,85,几何建模-导入、导出,导入连接 如果原始模型修改了，那么导入到新模型的对象将自动更新； 在导入过程中可以设置连接属性 一旦导入后，导入模型和新模型的连接可以通过新模型的导入对象的属

26、性进行设置,2008-1,海基科技,86,材料-简介,Infolytica模型中每个实体都赋予单一的材料，实体的颜色就是材料赋予的； 材料为国际单位制，与模型的尺寸单位无关； 材料通过工程栏中的材料页面进行管理。,2008-1,海基科技,87,材料-简介,赋材料特性的方法有以下几种： 实体生成过程中 实体的属性 实体属性中的参数 从材料页面拖拉材料到实体上,2008-1,海基科技,88,材料-简介,材料编辑器用来定义新材料 所有的材料都将保存在材料库中 根据分析方法，下列的材料属性需要定义 磁导率（各向同性、各向异性） 损耗曲线 电导率（各向同性、各向异性） 介电常数（各向同性、各向异性） 温

27、度传导率 比热 质量密度,2008-1,海基科技,89,材料-材料编辑器,新材料通过材料编辑器定义 如果新材料与材料库中某个材料相似，可基于该材料进行定义（快捷）,2008-1,海基科技,90,材料-材料编辑器,材料编辑器的打开方式： Tools菜单 材料页面，自定义材料库右键 在生成实体的对话框中,2008-1,海基科技,91,材料-材料库,2008-1,海基科技,92,材料-材料属性,材料的属性-可以在材料库中查看模型中的材料、自定义材料、材料库中的材料,2008-1,海基科技,93,材料-材料属性,各向异性 某些材料在不同的方向其特性不一样，则需定义各向异性 磁导率、电导率、介电常数可以

28、定义为各向异性 永磁材料就是一种各向异性的材料,2008-1,海基科技,94,材料-材料属性,磁导率 软磁材料 硬磁材料,2008-1,海基科技,95,材料-材料属性,在定义B-H曲线时，15-20个点足够了，但应集中在拐点的地方 B-H曲线确认工具 B-H曲线处理工具 B-H曲线扩充工具,2008-1,海基科技,96,材料-材料属性,损耗曲线,2008-1,海基科技,97,材料-材料属性,电导率 电导率 影响导体的穿透深度 ，公式如下： 线性各向同性、各向异性、非线性电导率的定义：,2008-1,海基科技,98,材料-材料属性,介电常数 在MagNet中，3D时谐求解器利用介电常数的实部可以

29、得到导体的位移电流 线性各向同性、各向异性、非线性介电常数的定义,2008-1,海基科技,99,材料-材料属性,质量密度,2008-1,海基科技,100,材料,例一,2008-1,海基科技,101,材料,例二（2D静态场求解器）,2008-1,海基科技,102,材料,例三：当对永磁体进行变换时，其磁化方向跟着做变换,2008-1,海基科技,103,材料,例四,2008-1,海基科技,104,线圈-基本概念,线圈是用户加载电流和电压的导体 生成线圈的实体必须是导体且必须 有面用来作为线圈的端子 一旦线圈生成，在工程栏线圈页面就可以看到,2008-1,海基科技,105,线圈-基本概念,线圈的生成方

30、式： 2D线圈可以使用简单线圈 但不能采用多端子线圈 3D线圈即可以使用简单线圈，也可以使用多端子线圈 线圈类型： 匝线圈 实体线圈 电源类型 电流源 电压源,2008-1,海基科技,106,线圈-2D线圈,2D分析，模型中线圈实体必须要有相同的、统一的拉伸方向 线圈方向可以是流入xy平面或者流出xy平面；可以改变 ； 2D线圈的生成：按ctrl选两个实体的多个面；按ctrl选多个实体。,2008-1,海基科技,107,线圈-2D线圈,线圈自动连接：两个实体或者多个实体生成一个线圈，实体之间自动连接，还可以改变电流流向。,2008-1,海基科技,108,线圈-3D线圈,3D线圈的规则： 实体可

31、以是任意类型（sat格式或者magnet建立的） 在接触的导体之间必须有一个合适的传导路径 线圈路径将包括所有接触的导体 线圈或者闭合或者端子在模型边界上,2008-1,海基科技,109,线圈-3D线圈,3D线圈的生成 两端子或者更多端子的3D线圈通常采用Make Multi-Terminal Coil command ； 只有一些特殊的情况Make Simple Coil command 才可使用； Make Multi-Terminal Coil command的特点： 对应于各个端子的实体的面必须存在，且在生成线圈前必须首先选择； 如果3D线圈的端子大于2个，它的电源和负载只能在电路中进

32、行定义,2008-1,海基科技,110,线圈-3D线圈,线圈生成方法,2008-1,海基科技,111,线圈-3D线圈,端子对 对于N端子，最大端子对数为N-1; 每个端子对不能超过1个电源；,2008-1,海基科技,112,线圈-3D线圈,当线圈超过一个端子对时，结果表现为每个端子对的,2008-1,海基科技,113,线圈-属性,通过线圈页面设置线圈属性 线圈类型和电源类型 电源幅值和相位 静态场和瞬态场对应瞬时值 时谐场对应有效值且考虑相位 ACDC（默认的）-电源幅值在静态场和瞬态场时为某一特定值，时谐场为有效值；正弦曲线；指数曲线；脉冲曲线；线性分段曲线；,2008-1,海基科技,114

33、,线圈-属性,线圈属性查看方式 对象页面选中线圈右键属性 线圈页面 当线圈连接到电路中后，其线圈页面加载的电阻、激励将被忽略,2008-1,海基科技,115,线圈-属性,考虑线圈对称,2008-1,海基科技,116,线圈-电源波形,ACDC：默认的；在静态场和瞬态场为瞬时值，在时谐场为有效值； 正弦：V0直流分量；VA交流幅值；F频率；Td延迟时间；Theta衰减系数；Phase初始相位角；,2008-1,海基科技,117,线圈-电源波形,指数曲线：V1初始值；V2幅值；Td1上升延迟时间；TAU1上升时间量；Td2下降延迟时间；TAU2下降时间量；,2008-1,海基科技,118,线圈-电源

34、波形,脉冲曲线：V1偏移量；V2脉冲量；Td延迟时间；Tr上升时间；TF下降时间；PW脉冲宽度；PER周期；,2008-1,海基科技,119,线圈-电源波形,线性分段曲线：,2008-1,海基科技,120,线圈-电源波形,采用电路，电源波形在各个求解器之间的关系： 静态场，电流源只能是正弦波形，其幅值Va，但实际上参与求解的是Va/(sqrt(2)，最后结果也是Va/(sqrt(2)产生的； 时谐场，电源必须是正弦的，指定的Va是峰值（对应线圈页面的是有效值）,2008-1,海基科技,121,线圈-输出结果,磁链 电感 如果材料是非线性，电感大小将取决于激励大小 电感计算方法： 磁链法 静态、

35、瞬态非线性公式 ； 静态、瞬态线性公式 ； 时谐场公式 能量法 静态、瞬态非线性公式 ；静态、瞬态线性公式 时谐场公式,2008-1,海基科技,122,线圈-输出结果,电阻 静态求解时：得到直流电阻，通过Resistance脚本工具计算； 时谐求解时：得到交流电阻，考虑了集肤效应，计算方法如下： 能量损失法： 阻抗： 瞬态求解时：电阻是瞬态的，考虑了集肤效应，采用能量损失法计算,2008-1,海基科技,123,线圈,例一：对称线圈,2008-1,海基科技,124,线圈,例二：2D线圈（可选择面、也可选择体）,2008-1,海基科技,125,线圈,例三,2008-1,海基科技,126,线圈,例四

36、：3D线圈（选择紧挨这的不同实体的两个面）,2008-1,海基科技,127,线圈,例五：四端子线圈（3D时谐求解器）,2008-1,海基科技,128,线圈,例六：线圈输出参数 电感计算（方法一） 自感：L1 = 4N1f11/I1 = 454.6/2 = 109.2 H，模型为1/4模型，所以需乘以4. 互感：M = 4N2f21/I1 = 427.3/2 = 54.6 H. 模型为1/4模型，所以需乘以4. 电感计算（方法二） ：自感：L1 = 42W/I12= 4254.6/4 = 109.2 H，模型为1/4模型，所以需乘以4.,2008-1,海基科技,129,电路-简介,当线圈的电压或

37、者电流不能直接得到时，需采用外加电路； 采用外加电路可以建立复杂的电路模型,2008-1,海基科技,130,电路-简介,电路必须符合基尔霍夫定律 当线圈在电路窗口中连接后，在线圈页面定义的串联阻抗和电源参数将被忽略； 2D中，电路中的线圈要么都是匝线圈，要么都是实体线圈，两种类型的线圈不能连接。,2008-1,海基科技,131,电路-菜单和工具条,菜单：用来打开电路窗口或者新建电路、添加电路元件、调整电路图,2008-1,海基科技,132,电路-菜单和工具条,2008-1,海基科技,133,电路-电路窗口,电路窗口如下图：左边为未在电路中采用的线圈，右边为电路图 电路元件的调节,2008-1,

38、海基科技,134,电路-电路元件,2008-1,海基科技,135,电路-子电路,经常使用的电路可以保存为子电路，在新模型中可以导入该子电路，而不需重新建立 一旦导入子电路，其形式如下图：,2008-1,海基科技,136,电路-子电路,子电路的生成： 一个电路可以通过保存为单独的文件而转化为子电路，它包含电路元件，如果电路包含线圈则也包含线圈实体； 原始电路中没有连接的端子将作为子电路的端子； 如果原始电路中所有的端子都连接了，可以创造端子作为子电路的端子， 子电路元件的参数都可以修改，但是元件不能删除添加；,2008-1,海基科技,137,电路-子电路,闭合子电路：不能在新模型电路中参与连接，

39、可以编辑其参数,2008-1,海基科技,138,边界条件-简介,边界条件和偏微分方程一块形成一个可以求解的边值问题； 边界条件的对象： 当对一个面加载边界条件后，在对象页面就可以看到这个边界条件 展开这个边界条件对象，可以看到相关的面 边界条件的加载,2008-1,海基科技,139,边界条件-简介,边界条件的删除 边界条件的属性页面,2008-1,海基科技,140,边界条件-简介,2008-1,海基科技,141,边界条件-一元约束,磁力线平行边界条件（默认的）,2008-1,海基科技,142,边界条件-一元约束,垂直边界条件,2008-1,海基科技,143,边界条件-一元约束,表面阻抗边界条件

40、 电流频率越高，导体趋肤效应越明显，导体的电流穿透深度越低； 当导体电流的穿透深度相对导体截面积很小时，就可以加载表面阻抗边界条件，及导体内部不参与计算； 它适应的范围：a、理想电导体PEC（Perfect Electric Conductor）（特点：电流穿透深度为0，表面阻抗为0）；b、加载导体表面（仅适合3D时谐场分析）； 定义方法：首先选中实体表面，加载即可，如下图： 一是magnet自己按照公式计算，二是自己定义表面电阻和表面电抗； 实际考虑：只能加载在各向同性磁导率实体的表面；可以加载在实体线圈表面，例如感应加热装置的线圈；因为表面阻抗边界条件是简化的边界条件，所以导体内部不参与计

41、算，不能提供内部值；,2008-1,海基科技,144,边界条件-一元约束,薄壁边界条件 薄的电磁屏蔽实体可以通过薄壁边界条件建立，他不需要建立真实的屏蔽实体（因为实体比较薄，那需要非常细小的网格）； 边界条件的加载：需要指定薄壁的材料和厚度； 加载薄壁边界条件的要求：a、只能用于3D求解，加载在3D实体的表面；b、只能加在空气实体的表面，某些情况下只能另建一个空气实体；c、薄壁边界条件中的薄壁厚度越低，求解越精确；,2008-1,海基科技,145,边界条件-二元约束,当模型和场量在一定间隔下重复，可以只对重复部分进行计算，节约计算时间和资源，在这种情况下，我们需要加载对称边界条件；（左图为全模

42、型，其结构以180度重复，可以建立一般模型，加载合适的对称边界条件，如右图） 二元（对称）约束就是表达模型场的主面和从面之间的关系,2008-1,海基科技,146,边界条件-二元约束,二元边界条件的定义：首先选择主面，然后点击对称边界条件，设置和从面之间的转换关系； 二元约束一般加载在包住模型的空气包的外表面上； 主面和从面必须一样； 模型中所有的二元约束只能有一种转换方式； 奇对称边界条件的主面和从面不能共线，如果共线，需挖一个洞使其不共线；,2008-1,海基科技,147,边界条件-二元约束,当模型的结构、材料、激励以一定的周期重复时，该模型就是对称模型，如下图 模型的周期性根据以下确定（

43、旋转、平移）（奇对称、偶对称）,2008-1,海基科技,148,边界条件-二元约束,2008-1,海基科技,149,边界条件-二元约束,如果模型由于参数化而发生转移，则模型部分暴露在模型外面，因此在将要暴露在外面的面也要加载对称边界条件。,2008-1,海基科技,150,边界条件-二元约束,空气包 对于开放模型及磁路是开放的，则空气包应为模型的45倍； 对于磁路闭合的模型，空气包大于模型10%即可；,2008-1,海基科技,151,边界条件,例一,2008-1,海基科技,152,边界条件,例二,2008-1,海基科技,153,边界条件,例三,2008-1,海基科技,154,划分网格-简介,计算

44、空间的离散化就是划分网格，每一个网格代表一个未知系数的多项式； 减小网格尺寸可提高求解精度；,2008-1,海基科技,155,划分网格-简介,当磁场变化明显的地方需要加密网格 3个网格剖分器：2D网格剖分器（三角形）、3D实体模型剖分器（四面体）（默认、功能强大但耗资源）、3D拉伸剖分器（四面体）（不耗资源但限制过多）；,2008-1,海基科技,156,划分网格-简介,可以通过初始网格和求解网格查看网格； 通过项目栏中的view设置网格显示属性,2008-1,海基科技,157,划分网格-手动网格划分,手动网格剖分工具条,2008-1,海基科技,158,划分网格-手动网格划分,最大网格尺寸控制

45、可以控制面、体 可以控制整个模型，也可控制单个部件,2008-1,海基科技,159,划分网格-手动网格划分,曲率（CRR）：定义曲面离散精度，d/h CRR,默认是0.1，最大是0.5,2008-1,海基科技,160,划分网格-手动网格划分,剖分层技术（只能3D）：电流穿透深度模拟（集肤效应）、薄的实体、运动问题的气隙remesh区域；,2008-1,海基科技,161,划分网格-手动网格划分,网格加密的间接手段 通过将实体的边进行分段,2008-1,海基科技,162,划分网格-自动网格划分,自动网格剖分 H自适应（网格加密自适应） P自适应（求解阶次自适应）（只能3D） HP自适应（只能3D）

46、,2008-1,海基科技,163,划分网格-自动网格划分,设置模型某一部分网格自适应时，须在top参数中设置AdaptionIsDisabled parameter to Yes，对需要自适应网格的部分的参数中设置AdaptionIsDisabled to No； 求解前优化网格,2008-1,海基科技,164,划分网格-2D网格,2D网格为三角形单元 2D网格剖分只剖分z=0的面 部件必须是相同的拉伸方式，如果不是，按树形排列中最上的拉伸方式为基准,2008-1,海基科技,165,划分网格-2D网格,2D网格剖分：手动、自动 可以在Text Output bar 或者菜单help下view

47、meshlog查看网格信息 检查网格错误的方法：逐步disable模型中的部件及划分网格 如果部件拉伸方式不一致或者没有和z=0面相交，则不能参与2D网格剖分,2008-1,海基科技,166,划分网格-3D网格,3D网格单元为四面体 3D剖分方式有两种： 3D Solid Modeler Mesh Generator (default) 实体可以是任意拉伸方向 可以剖分导入的3D模型 可以剖分相叠的实体 3D Extrusion Mesh Generator (faster and less resource intensive but has more limitations),2008-1

48、,海基科技,167,划分网格-3D网格,3D剖分： 控制实体边的节点数 最大网格尺寸、曲率等 剖分层,2008-1,海基科技,168,划分网格-运动网格,Remesh区：包住运动部件的空气包将形成remesh区，及定子部分和转子部分网格不变，每一个时步只剖分remesh区,2008-1,海基科技,169,划分网格-运动网格,运动网格剖分类型： 运动体完全在remesh区中（左图） 运动体完全在remesh中，但是运动体的某些面和remesh区域的某些面重合了，此时运动体的这些重合的面必须在模型的外边界上（中图） 模型一部分固定，另一部分以交界面运动，此时，交界面两边都是remesh区域，一部分

49、属于定子，另一部分属于运动体（右图）；,2008-1,海基科技,170,划分网格,例一：手动剖分网格,2008-1,海基科技,171,划分网格,例二：自动网格剖分,2008-1,海基科技,172,求解-基本原理,建模步骤： 选择维数：2D、3D 考虑对称性 平移拉伸：2D大多模型可以采用平移拉伸（例如叠片），此时忽略了端部 旋转拉伸：2D轴对称模型 考虑周期性,2008-1,海基科技,173,求解-基本原理,精确度考虑 误差产生的原因 空间的有限离散（有限的单元不能表现弯曲边界或连续变化的场） 基于函数近似值的多项式不能用在网格上完美表达任意空间变化的场 通过改进迭代来评估精确度 精确度可以通

50、过下列方法设置： 输入参数的精确性：几何模型、材料属性、激励波形 网格：更小的网格将减小空间离散的误差 时间步长的细化（瞬态分析） 求解器选项 外部边界条件（增大空气包）,2008-1,海基科技,174,求解-基本原理,误差的显示 通过自适应功能改进,2008-1,海基科技,175,求解-基本原理,CG迭代算法 采用共轭梯度算法求解线性矩阵Sx = b 该方法也是迭代，在求解过程可以显示迭代过程 如果是非线性模型，首先使用外环的牛顿算法使其线性化 CG精度设置,2008-1,海基科技,176,求解-基本原理,非线性迭代算法 当模型中有非线性材料或者电路元件（例如二极管），系统方程就变成了非线性

51、Sx=S(x)x=b ，才采用CG算法前先采用非线性算法使其线性化； 非线性迭代过程的显示 非线性迭代算法设置 材料类型（时谐场默认为线性，其他场默认为非线性） 线性化方法（牛顿、连续迭代）,2008-1,海基科技,177,求解-基本原理,两种线性化方法：a、牛顿（默认），二次收敛，在非线性程度高的情况下不容易收敛；b、连续迭代（仅用于3D），更容易收敛，但容易误收敛，因此需要设置更小的公差； 求解阶次： 可以在求解选项中设置阶次，也可以单独设置实体的求解阶次（仅3D）； 2D模型：阶次有1、2、3、4（4阶将导致每个三角形单元上有15个节点）；默认阶次-平移对称模型为1阶，轴对称模型为2阶；

52、 3D模型：阶次有1、2、3阶，可单独设置各个实体的阶次；,2008-1,海基科技,178,求解-基本原理,2D分析 模型可以为平移对称模型（上边）或者是轴对称模型（下边）； 2D求解时，模型拉伸方式必须一致； 拉伸长度为0的模型也能求解：求解结果直线拉伸的拉伸长度按1m计算，轴对称模型按360度计算。 2D模型中，有下列条件必须满足否则需要用3D求解： a、电流方向必须垂直xy平面； b、其他的场量也必须在xy平面，比如实体模型、永磁体等； 两个接触的导体视为绝缘的；,2008-1,海基科技,179,求解-基本原理,3D分析 如果2D模型拉伸长度大于0，就可以采用3D求解； 3D仿真有力的模

53、拟端部效应，但不是所有的问题采用3D求解是必要的； 2D和3D的不同：,2008-1,海基科技,180,求解-求解器,基本概念 Magnet关注低频电磁场问题，包括由于频率或者运动产生的感应电流问题； 可以计算所有的低频问题：电机、螺旋管、扬声器、变压器、传感器、录音磁头； 可以采用2D或3D求解器； 求解器还分为：静态场、时谐场、瞬态场、瞬态运动场； 当考虑选择求解器时，导体电流穿透深度是一个很重要的因数，当相对导体的尺寸，穿透深度非常大或者非常小时，即便在时间变化的情况下，采用静态求解器也是足够的；,2008-1,海基科技,181,求解-求解器,静态场求解器 计算直流电流激励下的电磁场分布

54、； 涡流不能考虑； 建模特点：a、磁性材料可以是硬磁也可以是软磁，可以是线性也可以是非线性；b、线圈电流可以通过任意导体材料包括磁性材料；c、线圈不能是电压驱动；d、实体线圈中的不均匀电流密度可以计算出来； 如果模型不能求解：a、首先模型必须在空气包中；b、检查网格错误；c、如果采用电路，检查电路是否合理（符合霍尔基夫定理）；d、如果模型采用参数化，检查对称边界条件是否正确，有些问题不符合规则造成错误； 如果求解不收敛：a、检查CG收敛；b、检查牛顿收敛； 如果求解结果不是预想的：a、检查是不是模型错误；b、检查是否线圈错误（3D线圈要么闭合要么端子在边界上）；c、对称方面的原因（对称边界条件

55、是否正确，当采用几分之一线圈时，需对线圈属性做适当修改，计算整个模型参数时需包括未建模的部分）；d、如果采用电路了，检查波形是否正确；e、如果求解精度不够，加密网格，提高精度、求解阶次；,2008-1,海基科技,182,求解-求解器,时谐场求解器 计算单一频率下的磁场； 能计算由于感应电流而导致的相位差； 默认为线性求解，但可以设置为非线性求解； 模型特点：a、材料：材料可以是导电或者导磁；导电材料可以是各向异性或者各向同性；没有永磁体；b、线圈：实体或者匝线圈；电流或者电压驱动； 求解频率在求解选项中设置； 线圈页面设置的是有效值，场图和后处理中显示的是有效值和相位； 线圈页面设置的相位为余

56、弦关系；后处理显示的也是余弦相位； 如果模型不能求解：a、必须被空气包围；b、查看网格；c、如果使用电路，查看是否合理；d、如果模型采用参数化，检查对称边界条件是否正确，有些问题不符合规则造成错误； 如果求解不能收敛：如果求解不收敛：a、检查CG收敛；b、检查牛顿收敛； 如果求解结果不是预想的：a、检查是不是模型错误；b、检查是否线圈错误（3D线圈要么闭合要么端子在边界上）；c、时谐场求解不允许含有永磁体；d、时谐求解默认采用线性，查看是否非线性；e、属于对称方面的原因（对称边界条件是否正确，当采用几分之一线圈时，需对线圈属性做适当修改，计算整个模型参数时需包括未建模的部分）；f、如果采用电路

57、了，检查波形是否正确；g、如果求解精度不够，加密网格，提高精度、求解阶次；,2008-1,海基科技,183,求解-求解器,瞬态求解器 模型特点：a、材料：材料可以是导电或者导磁；导电材料可以是各向同性或者各向异性；导磁材料可以是线性或者非线性；允许模型中有永磁体；b、线圈：实体或者匝线圈；电流或者电压驱动；电源波形可以使任意波形； 求解特点：a、启动瞬时：电压驱动线圈时间常数越长，启动时间越长；SourcesOnAtTransientStart参数，设置为No（默认）电源大小就是从0开始（左图），设置为Yes电源大小就是按实际起始值开始（右图）。 b、瞬态求解选项，设置起至时间、终止时间、时间

58、步长； 模型不能求解和收敛的方法同上； 如果求解结果不是预想的：a、检查模型是否正确；b、检查时间步长是否足够小；c、注意启动瞬时作用即SourcesOnAtTransientStart参数；d、检查线圈是否正确（例如3D线圈要么闭合要么端子在边界上）；e、属于对称方面的原因（对称边界条件是否正确，当采用几分之一线圈时，需对线圈属性做适当修改，计算整个模型参数时需包括未建模的部分）；f、如果采用电路了，检查波形是否正确；g、如果求解精度不够，加密网格，提高精度、求解阶次；,2008-1,海基科技,184,求解-求解器,瞬态运动场求解器 运动体：a、可以考虑机械效应，例如摩擦系数等等；b、运动体的设置、删去；c、运