靜態(tài)磁場分析:用于分析不隨時間變化的磁場,主要包括三類情況:用磁場的磁場,穩(wěn)恒電流產(chǎn)生的磁場,勻速運動的導(dǎo)體所產(chǎn)生的磁場。
對于三位靜態(tài)磁場分析,ansys程序采用了兩種方法:標(biāo)量勢法(scalar method)和單元邊法(edge-based-method),其中標(biāo)量勢法根據(jù)其標(biāo)量勢方程的不同又可分為三種不同的標(biāo)量勢分析方法:簡化標(biāo)量勢法(RSP)、微分標(biāo)量勢法(DSP)和廣義標(biāo)量勢法(GSP)。使用單元邊法時,電流源是作為整個系統(tǒng)的一部分一起進(jìn)行網(wǎng)格劃分的,由此使用該方法不僅能計算常規(guī)物流量(如磁場、磁動勢等),還能計算諸如焦耳熱損、洛倫茲力等。
根據(jù)以下原則選擇不同的分析方法:
當(dāng)所分析的問題中不含鐵芯區(qū)域或雖含鐵芯區(qū)域但不含電流源時,采用RSP法,在含有鐵芯和電流源的模型分析中通常不使用RSP法。
對于“單連通”鐵芯區(qū)域模型,使用DSP法,對于“多連通”鐵芯區(qū)域模型,使用GSP法。單連通區(qū)域指的是帶有空氣隙的磁路不封閉的鐵芯系統(tǒng),沒有空氣隙的則為磁路封閉多連通鐵芯區(qū)域系統(tǒng)。
對于非連續(xù)介質(zhì)模型一般采用單元邊法進(jìn)行求解。
提示:單元邊法中使用的單元的節(jié)點自由度矢量磁勢是沿單元邊切向積分的結(jié)果,其求解精度高于標(biāo)量勢法的求解精度。單元邊法不僅適用于三維靜態(tài)磁場分析中,也適用于三維諧性和瞬態(tài)磁場分析中。
1 電磁場分析中的默認(rèn)單位制為MKS單位制,即米、安培和秒?梢远x其他的單位制:
main menu/preprocessor/material props/electromag units
2 電磁場分析中大多材料的磁性能可以從ansys程序的材料庫中讀入,用于也可以自己定義材料性能,方法如下:
2.1 定義路徑
main menu/preprocessor/material props/material library/library path
2.2 讀入材料參數(shù)
main menu/preprocessor/material props/material library/import library
main menu/preprocessor/loads/load step opts/change mat props
2.3 修正材料參數(shù)
main menu/preprocessor/material props/material library/export library
2.4 定義材料B-H曲線
main menu/preprocessor/material props/material models/electomagnetics/BH curve
2.5 在模型上施加電流密度載荷
main menu/preprocessor/loads/define loads/apply/magnetic/excitation/current density/on elements
2.6 施加電壓載荷
main menu/preprocessor/loads/define loads/apply/magnetic/excitation/volt drop/on elements
2.7 進(jìn)行求解
main menu/solution/solve/electromagnet/static analysis/opt&solv
2.8 退出求解器
main menu/finish
諧性磁場分析:用于分析激勵源按正弦或余弦規(guī)律變化的磁場問題,如變壓器、感應(yīng)式電機(jī),感應(yīng)加熱爐等電磁裝置引發(fā)的磁場均屬于諧性磁場問題。
諧性分析可以分析以下幾類問題:
渦流
集膚效應(yīng)
渦流導(dǎo)致的能量損失
磁場力和力矩
阻抗和感應(yīng)系數(shù)
諧性磁場分析可分為線性和非線性兩種。如果系統(tǒng)處于低飽和狀態(tài),則為線性諧性磁場分析,對于中度飽和時可以考慮非線性和瞬態(tài)磁場分析。