ANSYS三维磁场分析.ppt

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1、第四章第4节三维电磁分析模拟4.4-2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4.4-3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4.4-4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

2、一个节点上单元组件:内导体:BAR外导体:ELEMENT4.4-5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=.77mm4.4-6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=2.1mm4.4-7在内导体对称平面加VOLT

3、约束施加VOLT约束Solu>apply>-electric-boundary>onareas选择内杆对称端面平面选择OK4.4-8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4.4-9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4.4-10利用节点图，在一个关键点上加电流值Preproc>l

4、oads>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4.4-11外导体另一对称面的节点上加VOLT约束Solu>apply>-electric-boundary>onareas选择外导体Y=0的对称平面选择OK4.4-12通量平行边界条件:Y-Z平面(X=0)X-Z平面(Y=0)在模型末端(Z最大值位置）加通量平行边界条件作为一个远程边界条件面上加边界条件使整个模型激活选择外表面不选Z=0的平面4.4-13加通量平行条件Preproc>loads>ap

5、ply>-magnetic-boundary>-fluxpar’l-onareas全部选取在Z=0处，通量垂直是自然边界条件，对于边单元列式方法，不要求加边界条件（自动满足）不包括Z=0的外表面约束AZ使通量平行4.4-14执行求解Solu>newanalysis[HARMONIC]频率为1,000HzSolu>time/frequenc>freq&substps选择OK4.4-15确保激活整个模型Utility>select>everything选择交流分析的求解器Solu>analysisoptions选择OK开始求解Solu>currentLS选择OK4.4-16读取结果

6、的虚数部分Postproc>byloadstep[选择虚数部分]选择OK利用预定义矢量图示，能观察杆内电流密度Postproc>plotresults>-vectorplots-predefined选择OK使箭头在几何体上合理缩放4.4-17杆内电源虚数解的放大图示4.4-18后处理显示内导体杆功率损失(材料2)选择内导体(BAR组件)Postproc>elec&magcalc>power后处理显示内杆功率损失(材料2)选择内导体(BAR组件）Postproc>elec&magcalc>power4.4-19图示功率损失密度(PLOSSD)激活BAR组件单元图示PLOSSD单元

7、项Postproc>plotresults>选择OK4.4-20要观察功率损失深度，可将功率损失映射到路径上并按路径显示选择与BAR单元组件相连的节点在杆的对称面上定义一条路径Postproc>pathoperations>definepath>bynodes在BAR组件每个转角选择一个节点选择OK4.4-21将PLOSSD单元项映射到路径上Postproc>pathoperations>mapontopath选择OK4.4-22坐标轴，栅格，曲线可用下列菜单修改Utility>plotct