ansys电磁场仿真分析教程

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ANSYS电磁场教程电磁模拟PPT课件

ANSYS电磁场教程电磁模拟PPT课件
用 ANSYS/Emag进行电磁场分析ANSYS/Emag进行电磁场分析ANSY版S本/Em5.a5g(进00行11电72磁) 场分析ANSYS/Emag进行电磁场分析ANSYS/Emag进行电2.1磁-8场分析
– 三维(3D)模拟功能包括三种单元列式类型 – 标量势单元列式(静态1 )[SOLID96]
不同电流方向的 多个汇流排
用 ANSYS/Emag进行电磁场分析ANSYS/Emag进行电磁场分析ANSY版S本/Em5.a5g(进00行11电72磁) 场分析ANSYS/Emag进行电磁场分析ANSYS/Emag进行电2.1磁-3场分析
三维(3D)模拟
– 具有平面和轴对称组合部件的模型
衔铁外形复杂
10极永磁电机, 建立了2极模型
定子 转子
定子、永磁体和 转子具有不同轴 向长度
永磁体
用 ANSYS/Emag进行电磁场分析ANSYS/Emag进行电磁场分析ANSY版S本/Em5.a5g(进00行11电72磁) 场分析ANSYS/Emag进行电磁场分析ANSYS/Emag进行电2.1磁-5场分析
• 正如二维(2D)模拟一样,三维模拟功能也包括静态、交流和瞬态分 析
• 三维模拟使用多种单元列式
• 单元列式直接影响到模拟的各个方面 – 施加通量垂直和平行边界条件 • 何为自然边界条件? • 何为自由度约束? – BH数据对收敛敏感性的影响 • ν - B2 曲线与μ - H 曲线 – 模拟激励的方法(绞线圈) – 可在模型中包含铁磁区 – 模型中的铁磁-空气界面 – 后处理 • 通量计算(电动势(EMF)计算的起始点) • “磁力线”显示
靠近孔的饱和区 非轴对称
衔铁上的通气孔
周期性截面
线圈区域
定子

ANSYS电磁场分析指南

ANSYS电磁场分析指南

ANSYS电磁场分析指南(共17章)ANSYS电磁场分析指南第一章磁场分析概述:ANSYS电磁场分析指南第二章 2-D静态磁场分析:ANSYS电磁场分析指南第三章2-D谐波(AC)磁场分析:ANSYS电磁场分析指南第四章2-D瞬态磁场分析:ANSYS电磁场分析指南第五章3-D静态磁场分析(标量法):ANSYS电磁场分析指南第六章3-D静态磁场分析(棱边元方法):ANSYS电磁场分析指南第七章3-D谐波磁场分析(棱边单元法):ANSYS电磁场分析指南第八章3-D瞬态磁场分析(棱边单元法):ANSYS电磁场分析指南第九章 3-D静态、谐波和瞬态分析(节点法):ANSYS电磁场分析指南第十章高频电磁场分析:ANSYS电磁场分析指南第十一章磁宏:ANSYS电磁场分析指南第十二章远场单元:ANSYS电磁场分析指南第十三章电场分析:ANSYS电磁场分析指南第十四章静电场分析(h方法):ANSYS电磁场分析指南第十五章静电场分析(P方法):ANSYS电磁场分析指南第十六章电路分析:ANSYS电磁场分析指南第十七章其它分析选项和求解方法:第一章磁场分析概述1.1磁场分析对象利用ANSYS/Emag或ANSYS/Multiphysics模块中的电磁场分析功能,ANSYS可分析计算下列的设备中的电磁场,如:·电力发电机·磁带及磁盘驱动器·变压器·波导·螺线管传动器·谐振腔·电动机·连接器·磁成像系统·天线辐射·图像显示设备传感器·滤波器·回旋加速器在一般电磁场分析中关心的典型的物理量为:·磁通密度·能量损耗·磁场强度·磁漏·磁力及磁矩· S-参数·阻抗·品质因子Q·电感·回波损耗·涡流·本征频率存在电流、永磁体和外加场都会激励起需要分析的磁场。

ANSYS电磁场分析指南

ANSYS电磁场分析指南

ANSYS电磁场分析指南(共17章)ANSYS电磁场分析指南第一章磁场分析概述:ANSYS电磁场分析指南第二章2-D静态磁场分析:ANSYS电磁场分析指南第三章2-D谐波(AC)磁场分析:ANSYS电磁场分析指南第四章2-D瞬态磁场分析:ANSYS电磁场分析指南第五章3-D静态磁场分析(标量法):ANSYS电磁场分析指南第六章3-D静态磁场分析(棱边元方法):ANSYS电磁场分析指南第七章3-D谐波磁场分析(棱边单元法):ANSYS电磁场分析指南第八章3-D瞬态磁场分析(棱边单元法):ANSYS电磁场分析指南第九章3-D静态、谐波和瞬态分析(节点法):ANSYS电磁场分析指南第十章高频电磁场分析:ANSYS电磁场分析指南第十一章磁宏:ANSYS电磁场分析指南第十二章远场单元:ANSYS电磁场分析指南第十三章电场分析:ANSYS电磁场分析指南第十四章静电场分析(h方法):ANSYS电磁场分析指南第十五章静电场分析(P方法):ANSYS电磁场分析指南第十六章电路分析:ANSYS电磁场分析指南第十七章其它分析选项和求解方法:第一章磁场分析概述1.1磁场分析对象利用ANSYS/Emag或ANSYS/Multiphysics模块中的电磁场分析功能,ANSYS可分析计算下列的设备中的电磁场,如:·电力发电机·磁带及磁盘驱动器·变压器·波导·螺线管传动器·谐振腔·电动机·连接器·磁成像系统·天线辐射·图像显示设备传感器·滤波器·回旋加速器在一般电磁场分析中关心的典型的物理量为:·磁通密度·能量损耗·磁场强度·磁漏·磁力及磁矩· S-参数·阻抗·品质因子Q·电感·回波损耗·涡流·本征频率存在电流、永磁体和外加场都会激励起需要分析的磁场。

ANSYS电磁场教程电磁模拟

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此外,随着云计算和大数据技术的发展,ANSYS有望实现 更高效、更灵活的分布式计算和数据可视化,为用户提供 更加全面和深入的电磁场分析服务。
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感谢您的观看
03Байду номын сангаас
本文介绍了ANSYS电磁场教程的基本内容和应用实例,包括静电场、静磁场和 时变电磁场的模拟分析,旨在帮助读者更好地理解和掌握ANSYS在电磁场分析 中的应用。
展望
随着科技的不断进步和应用需求的不断增加,电磁模拟技 术将越来越受到重视,ANSYS作为该领域的领先软件,将 继续发挥重要作用。
未来,ANSYS将不断更新和完善其功能和工具,以更好地 满足用户的需求,包括提高模拟精度、增加新的分析模块 和优化计算效率等。
后处理
分析结果、可视化展示等。
03 电磁场模拟案例分析
案例一:简单电场模拟
建立模型
创建一个简单的二维电场模型, 包括两个电极板和空气区域。
求解设置
选择合适的求解器类型和迭代 次数,进行电场模拟。
总结词
通过ANSYS软件进行简单电场 模拟,了解电场分布和电势分 布。
边界条件
设置电极板为电势边界条件, 设置空气区域为零电势边界条 件。
结果分析
查看电场分布云图和电势分布 云图,分析电场强度和电势的 变化趋势。
案例二:磁场模拟
总结词
通过ANSYS软件进 行磁场模拟,了解磁 场分布和磁感应强度 分布。
建立模型
创建一个简单的三维 磁场模型,包括一个 永磁体和空气区域。
边界条件
设置永磁体为磁化方 向边界条件,设置空 气区域为零磁感应强 度边界条件。
结果分析实例
磁场分布
通过后处理技术,将模拟得 到的磁场分布进行可视化展 示,并与理论值进行对比分 析。

ANSYS电磁场分析指南

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ANSYS电磁场分析指南(共17章)ANSYS电磁场分析指南第一章磁场分析概述:ANSYS电磁场分析指南第二章2-D静态磁场分析:ANSYS电磁场分析指南第三章2-D谐波(AC)磁场分析:ANSYS电磁场分析指南第四章2-D瞬态磁场分析:ANSYS电磁场分析指南第五章3-D静态磁场分析(标量法):ANSYS电磁场分析指南第六章3-D静态磁场分析(棱边元方法):ANSYS电磁场分析指南第七章3-D谐波磁场分析(棱边单元法):ANSYS电磁场分析指南第八章3-D瞬态磁场分析(棱边单元法):ANSYS电磁场分析指南第九章3-D静态、谐波和瞬态分析(节点法):ANSYS电磁场分析指南第十章高频电磁场分析:ANSYS电磁场分析指南第十一章磁宏:ANSYS电磁场分析指南第十二章远场单元:ANSYS电磁场分析指南第十三章电场分析:ANSYS电磁场分析指南第十四章静电场分析(h方法):ANSYS电磁场分析指南第十五章静电场分析(P方法):ANSYS电磁场分析指南第十六章电路分析:ANSYS电磁场分析指南第十七章其它分析选项和求解方法:第一章磁场分析概述1.1磁场分析对象利用ANSYS/Emag或ANSYS/Multiphysics模块中的电磁场分析功能,ANSYS可分析计算下列的设备中的电磁场,如:·电力发电机·磁带及磁盘驱动器·变压器·波导·螺线管传动器·谐振腔·电动机·连接器·磁成像系统·天线辐射·图像显示设备传感器·滤波器·回旋加速器在一般电磁场分析中关心的典型的物理量为:·磁通密度·能量损耗·磁场强度·磁漏·磁力及磁矩·S-参数·阻抗·品质因子Q·电感·回波损耗·涡流·本征频率存在电流、永磁体和外加场都会激励起需要分析的磁场。

ANSYS电磁场教程-电磁模拟

ANSYS电磁场教程-电磁模拟
4.1-33
• 3D MVP 列式 – 自由度:AX、AY、AZ (VOLT用于交流或瞬态分析) – 通量垂直边界条件: • 这是自然边界条件,但是,垂直于边界的A分量必须设为零 – X-Y 平面, AZ 必须约束为零 – X-Z平面, AY必须约束为零 – Y-Z平面, AX必须约束为零
4.1-34
4.1-27
• 通用标势法适用的物理模型: – Sourc36单元可与铁磁区相连 – 磁体励磁 – 通量条件可以定义通量( Webers) – 可在无铁芯介质的模型采用Sourc36单元 – 限制:模型几何体必须满足多连通条件 • 若当铁介质磁导率为无限大时,铁芯内磁场并不接近零,则 可确定为满足多连通条件(变压器、导磁体、具有多通量路 径的模型等) – 缺点: • 要分三步求解
Harmonic no no no yes
Transient no no no yes
Physics
Iron-free yes yes yes yes
Air-iron no yes yes no
Coil-air-iron no yes yes no
Perm Magnet-air-iron yes no no no
Recommended Solver
线圈产生磁场控制带电粒子运动
这是一个当铁芯磁导率 变得很大时,磁场强度 接近零的实例
直线加速器的 C形磁体
气隙
带电粒子 运动
4.1-26
• DSP 方法适合于模拟含有铁和空气界面以及sourc36单元电流源的 系统,分析目的是确定在指定定子电流形式时转矩与转角的关系
10极电机的两极模型
三相电机的绕组截面
(1) 如果模型中还有矢量势和界面单元 INTER115,标量法能用于交流和瞬态模拟

ansys电磁场仿真分析教程

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有限元网格
1-6
• 进行模拟 • 观察结果
– 某指定时刻 – 整个时间历程 • 后处理 – 磁力线 –力 – 力矩 – 损耗 – MMF(磁动势) – 电感 – 特定需要
1-7
• 模拟由3个区域组成 • 衔铁区: 导磁材料 导磁率为常数(
即线性材料)
• 线圈区: 线圈可视为均匀材料. • 空气区:自由空间 (μr = 1) .
• 选择Apply (重复显示和输入) • 建立线圈面
利用TAB 键移动输 入窗口
• 选择 Apply
1-17
• 建立空气面
• 选择 OK 衔铁
到了这步,建立了全部平 面,但它们还没有连接起 来.
线圈
1-18
• 用Overlap迫使全部平面连接在一起 Preprocessor>Operate> Overlap>Areas
B
B
励磁体1/4对称模型
1-44
• 单元plane13 and plane53 用于模拟2D磁 场
• 按Pick All
现在这些平面被连接了,因此当 生成单元时,各区域将共享区域 边界上节点
这种操作后,原先平面被删除, 而新的平面被重新编号
1-19
• 这些平面要求与物理区和材料联系起来 Preprocessor>-Attributes-Define>Picked Areas
• 用鼠标点取衔铁平面 • 选择OK (在选取框内) • 材料号窗口输入2
1-3
• 利用轴对称衔铁和平面定子设计 致动器的一个实例 – 衔铁旋转 – 衔铁气隙可变化
• 完整模型由2个独立部件组成 – 衔铁模块 – 定子模块
执行: solen3d.avi看动画

ANSYS电磁场分析指南磁宏

ANSYS电磁场分析指南磁宏

ANSYS电磁场分析指南磁宏磁宏分析是ANSYS中的一种电磁场分析方法,用于模拟磁场中的行为。

它基于麦克斯韦方程组和磁性材料的本质特性,可以用来研究磁场的分布、场强和磁通量等。

以下是使用ANSYS进行磁宏分析的一般步骤:1.创建几何模型:使用ANSYS的几何建模工具创建您要分析的几何体。

您可以使用ANSYS的二维或三维建模功能,根据您的需求选择适当的几何形状。

2.设置材料属性:在进行磁宏分析之前,您需要为模型中的材料定义磁性属性。

这包括磁导率、磁饱和和磁滞等。

可以通过库中的材料属性进行选择,或者根据实际材料的特性手动输入。

如果您使用的是标准材料,可以轻松从ANSYS材料库中选择。

3.设置边界条件:确定分析的边界条件非常重要。

根据您的应用场景,您可以设置边界条件为固定零磁场、非磁性条件或具有特定磁场分布的条件。

对于二维问题,您可以设置边界上的磁通量。

这些边界条件将在后续计算中起作用。

4.生成网格:ANSYS使用有限元方法进行分析,因此需要生成适当的网格。

您可以选择不同的网格生成技术,例如自动网格细化、手动加密和剖面网格。

网格的质量对分析结果的准确性和计算时间都有重要影响。

5.定义分析类型和求解器:在ANSYS中,您可以选择不同的分析类型和求解器来求解磁场问题。

例如,您可以选择求解静态磁场、谐振频率或非线性磁场等。

根据您的需求选择适当的求解器,以获得准确的结果。

6.运行计算:在设置了适当的材料属性、边界条件和网格后,您可以运行计算。

ANSYS将使用选择的求解器进行计算,并在计算结束后生成结果。

7.分析结果:计算完成后,您可以查看和分析生成的结果。

这包括磁场分布图、场强、感应电流和磁通量等。

ANSYS提供了丰富的后处理工具,可以帮助您更好地理解分析结果。

除了这些基本步骤,在进行磁宏分析时还有一些注意事项和技巧:1.材料特性选择:选择适当的磁性材料特性对分析结果至关重要。

根据实际材料数据进行选择,并注意磁导率的非线性特性。

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• 选择 OK
1-19
• 这些平面要求与物理区和材料联系起来 • Preprocessor>-Attributes-Define>Picked Areas
选取线圈平面 (在选择对话框里)点取OK 材料号窗口输入3
• 点 OK
1-20
• 加通量平行边界条件 Preprocessor>loads>apply>-magnetic-boundary-flux-par’l
• 选择 Apply
1-16
• 建立空气面
• 选择 OK 衔铁
到了这步,建立了全部平 面,但它们还没有连接起 来.
线圈
1-17
• 用Overlap迫使全部平面连接在一起 Preprocessor>Operate> Overlap>Areas
• 按Pick All
现在这Байду номын сангаас平面被连接了,因此当 生成单元时,各区域将共享区域 边界上节点
1-12
• 定义材料 Preprocessor>Material Props>Isotropic
• 定义空气为1号材料(MURX = 1)
• 选择OK
• 选择 Apply (自动循环地定义下一个材料号)
1-13
• 定义衔铁为2号材料
• 选择OK
• 选择 Apply (自动循环地选择下一个材料号)
• 打开绘制单元的材料属性 Utility>PlotCtrls>Numbering
• 选择 OK
1-23
• 力边界条件标志需要单元部件,即一组具有 “名称”的单元 • 把衔铁定义为一个单元组件
– 选择衔铁平面 Utility>select>entities
用此选项在图形窗 口中选择平面
再次选择用APPLY
• 选择OK
1-10
• 定义所有物理区的单元类型为 PLANE53 Preprocessor>Element type>Add/Edit/Delete
• 选择 Add • 选择磁矢量和8节点53号单元 • 选择 OK
1-11
• 模拟模型的轴对称形状 • 选择Options(选项) • Element behavior(单元行为) • 选择 Axisymmetric(轴对称) • 选择OK
衔铁 线圈 锭子
实体模型
1-4
• 建实体模型 • 给模型赋予属性以模拟物理区 • 赋予边界条件
– 线圈激励 – 外部边界 – 开放边界 • 实体模型划分网格 • 加补充约束条件(如果有必要) – 周期性边界条件 – 连接不同网格
有限元网格
1-5
• 进行模拟 • 观察结果
– 某指定时刻 – 整个时间历程 • 后处理 – 磁力线 –力 – 力矩 – 损耗 – MMF(磁动势) – 电感 – 特定需要
第一章
教程综述
1-1
• ANSYS/EMAG能用于模拟工业电磁装 置
• 电磁装置当然是3维,但可简化 为2维模 型。
• 模拟可考虑为: – 稳态 – 交流(谐波) – 时变瞬态 • 阶跃电压 • PWM(脉宽调制) (Pulse Width Modulation) • 任意
1-2
• 利用轴对称衔铁和平面定子设计 致动器的一个实例 – 衔铁旋转 – 衔铁气隙可变化
这种操作后,原先平面被删除, 而新的平面被重新编号
1-18
• 这些平面要求与物理区和材料联系起来 Preprocessor>-Attributes-Define>Picked Areas
• 用鼠标点取衔铁平面 • 选择OK (在选取框内) • 材料号窗口输入2
对于没有明确定义属性的 面,其属性缺省为1
1-6
• 模拟由3个区域组成 • 衔铁区: 导磁材料 导磁率为常数(
即线性材料)
• 线圈区: 线圈可视为均匀材料. • 空气区:自由空间 (μr = 1) .
衔铁 线圈
1-7
性质
柱体: μr = 1000 线圈: μr = 1
匝数:
2000
(整个线圈)
空激气 励 :
μr = 1
线圈励磁为直流电流: 2 安 培
• 完整模型由2个独立部件组成 – 衔铁模块 – 定子模块
执行: solen3d.avi看动画
1-3
模拟过程概述
• 利用如下方式观察装置 – 2D与3D – 平面与轴对称 – 利用轴对称平面简化模型
• 定义物理区域 – 空气,铁,永磁体等等 – 绞线圈,块导体 – 短路,开路
• 为每个物理区定义材料 – 导磁率(常数或非线性) – 电阻率 – 矫顽磁力,剩余磁感应
• 选On Lines并选取相应的线 • 选 OK
“所选取的线” 注:未划分单元前,加
上这种边界条件
“所选取的线”
1-21
• 生成有限元网格 • 利用智能尺寸选项来控制网格大小
Preprocessor>-Meshing-Size Cntrls>-smartsize-basic
• 选择OK
1-22
• Preproc>-Meshing-Mesh>-Areas-Free> 在选取框内选择ALL 选择OK
模型 轴对称
Y
材料号 2
衔铁 长度=35
材料号3
单位 (mm)
Coil X
1-8
• 建模 – 设置电磁学预选项(过滤器) – 对各物理区定义单元类型 – 定义材料性质 – 对每个物理区定义实体模型 • 铁芯 • 线圈 • 空气 – 给各物理区赋材料属性 – 加边界条件
1-9
• 设置预选过滤掉其它应用的菜单 Main menu>preferences
• 选择 OK
1-26
• 加力边界条件标志 Preprocessor>Loads>Apply>-Magnetic-Flag>Comp Force
• 选择OK
• 施加两个标志,用两个不同的方法来计算力 – Maxwell’s 应力张量 – 虚功
• 一旦衔铁已选好,选择OK (在选取框内)
1-24
• 选择与已选平面相对应的单元
用“面”
• 选择 OK • 图示衔铁单元
Utility>plot>elements
衔铁单元
1-25
• 使单元与衔铁组件联系起来 Utility>Select>Comp/Assembly>Create Component
1-14
• 定义线圈为3号材料 (自由空间导磁率,MURX=1)
• 选择 OK
• 选择 OK (退出材料数据输入菜单)
1-15
• 建立衔铁面 Preprocessor>Create>Rectangle>By Dimensions
• 选择Apply (重复显示和输入) • 建立线圈面
利用TAB 键移动输 入窗口
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