ANSYS恒定磁场仿真演示
ANSYS电磁场教程电磁模拟PPT课件
– 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恒定磁场仿真演示
2个节点定 路径
后处理，设置显示路径
命名路径
往路径上映射变量的数值
准备显示路径上的变量，例如 磁感应强度的模
显示路径上变量的曲线
准备存储图形文件（抓图）
存储的图形文件
退出ANSYS软件界面
7、问题扩展
扩展的问题：
将电流通入4条圆柱形平行导线。 左侧两条电流向里，右侧两条电流向 外。计算这些电流产生的磁场。
Ansys 恒定磁场仿真演示
1、问题描述
问题：两平行圆环电流产生磁场分布仿真
求解区 域
6 1
3
问题：两平行圆环电流产生磁场分布仿真（轴对称模型）
2、软件启动
从”程序”开始，最后点 击“license status”
激活license,从“程序”开始。
点击server
点击server,激活。若不能激活，需等待所提示的时间
求解启动
点击 点击
提示信息 关闭求解信 息窗口
求解完毕
6、后处理
准备显示A的云图 （等位线）
后处理启动
后处理，显示矢量磁位云图
画磁感应强度 线
后处理，准备画磁感应强度线
后处理，画磁感应强度线（27条）
画矢量 箭头
准备显示磁感应强度矢量（箭头）
点击显示 控制菜单
放大 图形
放大后的磁感应强度矢量图
前处理，划分网格，选中内部区域
前处理菜单
选择三 角形， 自由网
格
划出 网格
5、求解
求解模块中的加载，选中小圆面积
加载，小圆面积上加电流密度激励
这两条边上加 边界条件
求解，加载，准备加第一类边界条件（A的边界值）
加边界条件（A=0)
选中无限单元 最外边界
ansys电磁场仿真分析教程-PPT精选文档
– 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.
衔铁
• 空气区:自由空间 (μr = 1) .
线圈
1-8
性质 柱体: μr = 1000 线圈: μr = 1 匝数: 2000 (整个线圈) 空气: 激励 μr = 1
• 选择 OK
1-33
•
进行计算 Solu>-solve-electromagnet>Opt & Solve
• 选择OK
这些适用于用BH 数据来进行的分析，本题将忽略
1-34
• 生成磁力线圈 Postproc>plot results>2D flux lines • 选择 OK
使用缺省设置，选择OK, （在通常情 况下，可这样做）
• 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
1-13
•
定义材料 Preprocessor>Material Props>Isotropic
•
定义空气为1号材料(MURX = 1)
“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”
1-22
• 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
1-23
• Preproc>-Meshing-Mesh>-Areas-Free> 在选取框内选择ALL
ANSYS有限元案例分析之磁场分布仿真案例
ANSYS有限元案例分析-两平行圆环电产生磁场分布仿真
二，前处理
•3 创建模型
2）生成四分之一圆，圆心（0,0）半径20： Main Menu:Preprocessor>Modeling>Create
>Areas>Circle>Partial Annulus。Rad-1 输入20 ；Theta-2输入90；点击OK。
中选择Axisymmetric；同理选择type2做如上操作。
ANSYS有限元案例分析-两平行圆环电产生磁场分布仿真
一，前处理
• 2定义材料特性
1）相对磁导率 Main Menu: Preprocessor > Material Props >Relative Permeability>Constant
ANSYS有限元案例分析之磁场 分布仿真-两平行圆环电产生
ANSYS有限元案例分析-两平行圆环电产生磁场分布仿真
一，前处理前的操作
•1 文件路径，工作名称和工作标题的设定。
1）文件路径：Utility Menu：File>Change Directory 2）工作名称：Utility Menu：File>Change Jobname 3）工作标题：Utility Menu：File>Change Title
ANSYS有限元案例分析-两平行圆环电产生磁场分布仿真
四，求解
• 7 往路径上映射变量的数值： Main Menu>General Postproc>Path Operation>Map onto Path。左边一栏选择Flux&gradient，右边选择 MagFluxDens BSUM，点击OK。
手把手教您 Ansoft Maxwell 工程仿真实例
设置磁体的磁化方向（X,Y,Z）>（1,0,0）（磁体沿x轴正方向磁化）
/ / 创建激励电流加载面（Create Section） Select Coil Modeler > Surface > Section Modeler > Boolean > Separate Bodies（分离两Section面） 删除1个截面 Select 1个截面，Del 将剩下的1个截面重命名为“Section1”
电容器中电场分布的边缘效应
/
/
2.设置激励（Assign Excitation） 选中上极板UpPlate, Maxwell 3D> Excitations > Assign（计划，分配） >Voltage > 5V 选中下极板DownPlate, Maxwell 3D> Excitations > Assign >Voltage > 0V 3.设置计算参数（Assign Executive Parameter） Maxwell 3D > Parameters > Assign > Matrix （矩阵）> Voltage1, Voltage2 4.设置自适应计算参数（Create Analysis Setup） Maxwell 3D > Analysis Setup > Add Solution Setup 最大迭代次数： Maximum number of passes > 10 误差要求： Percent Error > 1% 每次迭代加密剖分单元比例： Refinement per Pass > 50% 5. Check & Run 6. 查看结果 Maxwell 3D > Reselts > Solution data > Matrix 电容值：31.543pF
ANSYSWorkbench电磁场分析例子ppt课件
© 2004 ANSYS, Inc.
ANSYS, Inc. Proprietary
Enclosure Symmetry
•Feature: The Enclosure feature now supports symmetry models when the enclosure shape is a box or a cylinder: • Up to 3 three symmetry planes can be specified. • Full or partial models can be included in the Enclosure. • During the model transfer from DesignModeler to Simulation, the enclosure feature with symmetry planes forms two kinds of named selections: • Open Domain • Symmetry Plane
• Benefits: Very easy to use, rapid creation of coil windings.
© 2004 ANSYS, Inc.
ANSYS, Inc. Proprietary
Winding Bodies
Tangent orientation vector (blue arrow) defines direction of current.
• Coils may have different radii between IN & OUT slots • Multiple coils may be stacked in the same slot
ANSYS电磁场教程-电磁模拟
• 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
用ansys分析永磁体的例子
用ansys分析永磁体的例子!********************************************! 说明：该例子演示一个永磁体的磁场（使用了infin9单元）!********************************************/TITLE, alextest, Test for Permanent Magnet*go,:start:start !利用这个可以让ansys有选择性的读取输入文件!JPGPRF,500,100,1 ! MACRO TO SET PREFS FOR JPEG PLOTS/PREP7emunit,mks !定义电磁单位为国际标准单位，即μ0=4 Pi e-7 henries/meter!********************************************! 定义单元类型*!********************************************ET,53,PLANE53 ! Define PLANE 53 as element typeET,9,INFIN9 !无限外界（注意：系统原点一定不能在infin9类型的节点上）!********************************************! 定义材料*!********************************************MP,MURX,1,1 !Define material properties (permeability) !定义空气（磁导率=1）HC=895000 ! Coercive force!表示矫顽力有的地方为895000TB,BH,2,,30TBPT,, 130.000000 , 0.100000000TBPT,, 170.000000 , 0.200000000TBPT,, 197.000000 , 0.300000000TBPT,, 218.000000 , 0.400000000TBPT,, 250.000000 , 0.500000000TBPT,, 290.000000 , 0.600000000TBPT,, 338.000000 , 0.700000000TBPT,, 400.000000 , 0.800000000TBPT,, 472.000000 , 0.900000000TBPT,, 570.000000 , 1.00000000TBPT,, 682.000000 , 1.10000000TBPT,, 810.000000 , 1.20000000TBPT,, 975.000000 , 1.30000000TBPT,, 1600.00000 , 1.40000000TBPT,, 2520.00000 , 1.50000000TBPT,, 3520.00000 , 1.60000000TBPT,, 4760.00000 , 1.70000000TBPT,, 8300.00000 , 1.80000000TBPT,, 12000.0000 , 1.90000000TBPT,, 17000.0000 , 2.00000000TBPT,, 23000.0000 , 2.10000000TBPT,, 32000.0000 , 2.20000000TBPT,, 42500.0000 , 2.30000000TBPT,, 44500.0000 , 2.32000000TBPT,, 48200.0000 , 2.35000000TBPT,, 52200.0000 , 2.37000000TBPLOT,BH,2,,,/IMAGE,SAVE,BH2,JPEG !将材料2的B-H曲线存储成bh2.jpg mp,mgxx,2,0 !对于永磁铁，必须定义mgxx（或mgyy）mp,mgyy,2,hc!********************************************!* 建立模型*!********************************************/PNUM,AREA,1 !定义显示模式wall=20hall=10w1=4h1=2!x1=(wall-w1)/2!x2=x1+w1!y1=(hall-h1)/2!y2=y1+h1!rectng,0,wall,0,hall!rectng,x1,x2,y1,y2rectng,-wall/2,wall/2,-hall/2,hall/2rectng,-w1/2,w1/2,-h1/2,h1/2aovlap,allnumcmp,area !将生成的面重新编号aplot!/eof !配合前面的:start使用!********************************************!建立材料属性!********************************************asel,s,area,,1 !选择中间的磁铁aatt,2asel,s,area,,2 !选择周围的空气aatt,1!********************************************!建立单元类型，并划分网格!********************************************asel,alltype,53lsel,s,line,,1,4 !选择所有的无限外边界type,9 !设定为infin9单元lesize,all,,,30 !划分为30等份lmesh,all !开始划分lsel,s,line,,5,8lesize,all,,,20 !将磁铁边界的每条边分成20等份asel,allamesh,all!********************************************!建立载荷!********************************************ESEL,ALLNSEL,EXTD,ALL,AZ,0!********************************************!求解!********************************************ALLSEL,ALLMAGSOLV!********************************************!后处理!********************************************。
基于ANSYS平台的电磁场数值仿真
实验报告实验名称基于ANSYS平台的电磁场数值仿真课程名称工程电磁场院系部：电气与电子工程学院学生姓名：同组人：指导教师：实验日期：专业班级：试验台号：学号：成绩：华北电力大学实验二基于ANSYS平台的电磁场数值仿真一、实验目的1.在仿真过程中学会使用ANSYS软件。
2.学会边值问题的建模方法。
3.学会用仿真软件检验对电磁场分布的猜测。
二、实验类型本实验为验证型教学实验。
三、实验仪器配备有ANSYS软件平台的台式计算机。
四、实验原理本实验是在ANSYS平台上开发的。
ANSYS是国际上著名的有限元软件包，可对结构力学、流体力学、传热学和电磁学等领域的问题进行求解。
其特点是图形界面友好，易学，前后处理功能强大。
在ANSYS平台上开发电磁场数值仿真实验，只需将问题的求解过程描述清楚，按照给定步骤上机操作，即可得到预期结果。
五、实验内容图1 仿真计算模型（图中a、D可自定）仿真实验包括静电场试验和恒定磁场试验，可任选一个（本实验选作静电场试验）。
对于静电场试验，图1中两导体点位分别为100V和-100V；对于恒定磁场试验，图1中两导体电流密度分别为10000A/㎡和-10000A/㎡。
根据几何结构和源分布的对称性，仿真实验可选用1/4或1/2平面进行建模。
实验分为两步：第一步，按照给定步骤和给定参数上机操作；第二步，尝试改变某些参数，观察仿真结果的变化。
六、实验步骤及结果1、打开ANSYS软件，并熟悉各项操作。
2、给定材料相对介电常数，设定内部单元类型，设定外部无限单元类型，并创建几何模型。
3、选择模型各部分之间集合运算，删除导体部分，定义区域属性。
4、进行外部无限单元划网格和内部有限单元划网格。
5、在导体表面加电位，左侧导体加-100V电位，右侧导体加100V电位。
6、给无限边界加标志。
7、求解。
网格剖分图8、显示电位9色云图电位云图等电位线分布图电位移矢量图电场强度图七、思考题1、在仿真过程中，因为整个平面中的电荷和电解质关于1/4或者1/2具有对称性，也就是说整个平面的电场、电位等关于1/4或者1/2平面对称。
ANSYS恒定磁场仿真教程
ANSYS恒定磁场仿真教程1.安装并启动ANSYS软件2.创建新项目启动ANSYS后，点击“File”菜单，选择“New”来创建一个新项目。
在出现的对话框中，选择适当的分析类型，这里我们选择“Electromagnetics” -> “Magnetostatics (J)”。
然后，点击“OK”按钮。
3.创建几何模型在ANSYS的主界面上，点击“Design Modeler”按钮来创建几何模型。
在几何模型中，您可以创建基本形状，例如盒子、圆柱体等。
4.设定材料属性在几何模型中，选择“Materials”选项卡，然后选择一个合适的材料库或创建自定义材料。
根据您的需求，为不同的材料设置适当的磁场参数。
5.设定网格参数在几何模型中，选择“Mesh”选项卡，然后在出现的对话框中选择适当的网格类型和尺寸。
为了更精确地模拟恒定磁场，建议使用更小的网格大小。
6.设定边界条件在几何模型中，选择“Physics”选项卡，然后选择“Magnetic”选项卡。
在这里，您可以设置边界条件，例如施加一个恒定的磁场或释放一个磁铁。
7.运行仿真在几何模型中，选择“Solution”选项卡，然后点击“Solve”来运行仿真。
ANSYS将自动计算并显示出恒定磁场的分布。
8.分析结果在ANSYS的主界面上，选择“Post Processing”选项卡，然后选择适当的结果参数，例如磁场强度、磁通量等。
您可以使用不同的工具和图表来分析和可视化仿真结果。
总结：在本教程中，我们学习了如何在ANSYS中进行恒定磁场仿真。
首先，我们创建了一个新项目，并使用设计模型创建了几何模型。
然后，我们设定了材料属性、网格参数和边界条件。
最后，我们运行了仿真并分析了结果。
希望这个教程对您有所帮助，并使您能够在ANSYS中进行恒定磁场仿真。
ansys有限元电磁场仿真分析教程
衔铁 线圈
1-8
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
模型 轴对称
Y
材料号 2
衔铁 长度=35
材料号3
单位 (mm)
Coil X
1-9
• 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
2.1-1 2.2-1 2.3-1 2.4-1 2.5-1
二维谐波和瞬态分析
第四章
第1节…………………………………………………………………………….…. 3.1-1 第2节…………………………………………………………………...………….. 3.2-1
三维电磁场分析
第五章
第1节…………………………………………………………………………...….… 4.1-1 第2节…………………………………………………………………….……….... 4.2-1 第3节………………………………………………………………….…..…….…. 4.3-1 第4节………………………………………………………………….……...……. 4.4-1 第5节…………………………………………………………………….…...……. 4.5-1
A
（1/2）对称模型
1-41
• 半对称模型与全模型比较： – 磁通量密度是相同的 – 线圈上Lorentz 力是相同的 – 贮能为 1/2 – 极面上力为 1/2 – 加载电流密度与全模型相同
ANSYS电磁场教程电磁模拟课件
• 实例：当铁芯磁导率变大时磁场不为零（多连通）
闭合磁路电感线圈
4.1-29
• 模拟远场区域的模型有二种远场边界单元(infin47和infin111) – infin47 • 这是一个“壳”形单元，可用“esurf”生成 • 模型外表面不要求设置其它标志
从帮助（Help ）查 看infin47单元
• 三维单元包括远场边界单元 • 与二维模拟相同，也支持复杂组合的物理区域
– 交流分析的绞线导体与块导体 – 电压与电流供电 – 复杂铁磁区域
4.1-6
• 具有模拟三维模型运动的功能 – 周期性边界条件 – 改变线圈电流 – 不相同网格
• 执行动画文件: mach3d.avi观察转子转动画
10极永磁电机，输 入正弦电流
4.1-24
• 差分标量势 (DSP)方法可用于模拟: – 线圈与铁磁介质区相连 – 永磁体 – 无铁磁区的线圈 – 限制：模型几何体必须满足单连通条件。 • 当铁芯磁导率接近于无限大则铁介质中磁场强度接近零时，可 确定为单连通（致动器、具有空气隙电机等） – 缺点: • 求解为二步过程
4.1-25
4.1-7
• 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
4.1-35
三维应用
Applications
RSP DSP GSP MVP
【仿真赛】ANSYS之Maxwell磁元件仿真学习
[本帖最后由 huyitao 于 2012-12-30 11:06 编辑 ] 回复57楼 56楼 huyitao | 工程师 (919) | 发消息 2012-12-30 10:56 这样下极板就画好了。
2015/7/11
【仿真赛】ANSYS之Maxwell磁元件仿真学习_电源论坛_世纪电源网
页码，8/77Leabharlann 发帖 收藏本帖 站内搜索回复74楼
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75楼 huyitao | 工程师 (919) | 发消息 2012-12-30 21:42 然后设置求解选项。方法：Maxwell 3D > Analysis Setup > Add Solution Setup，在弹出框中做如下设置：最大迭代次 误差要求： Percent Error > 1%，每次迭代加密剖分单元比例： Refinement per Pass > 50%。
59楼 huyitao | 工程师 (919) | 发消息 2012-12-30 11:17 下面是输入偏移量dxdydz，而不是上楼的XYZ，所以要先计算好了哦。dx：25mm、dy：25mm、dz：2mm，按回车。OK，画好了。
回复59楼
/141980.html
回复60楼
61楼 huyitao | 工程师 (919) | 发消息 2012-12-30 11:24 颜色一样的不容易区分，改一下，颜色，方法：
回复61楼
62楼 huyitao | 工程师 (919) | 发消息 2012-12-30 11:26 修改后的颜色，好看多了。
回复62楼
ANSYSWorkbench电磁场分析例子-38页PPT精品文档
Winding Tool
Complex coil windings may be created using the Winding Tool: • The Winding Tool inserts a “Winding#” into the model tree. • A “Details” view is used for geometric placement.
ANSYS, Inc. Proprietary
Workbench Emag Markets
Target markets: • Solenoid actuators • Permanent magnet devices • Sensors • Rotating Electric machines
– Synchronous machines – DC machines – Permanent magnet machines
– Winding Bodies: Used to represent wound coils for source excitation. The advantage of these bodies is that they are not 3D CAD objects, and hence simplify modeling/meshing of winding structures.
– Simulation
© 2004 ANSYS, Inc.
ANSYS, Inc. Proprietary
Winding Bodies & Tool
• Feature: Design Modeler (DM) includes two new tools to allow a user to easily create current carrying coils:
基于ANSYS的直驱永磁发电机电磁场仿真_段晓田
第37卷 第12期2009年12月Vol.37 No.12 Dec. 2009基于ANS Y S的直驱永磁发电机电磁场仿真段晓田,张新燕,张 俊(新疆大学电气工程学院,乌鲁木齐 830008)摘 要:应用有限元软件ANSYS对永磁直驱风力发电机静态电磁场进行了仿真。
首先用常规方法对永磁直驱风力发电机空载电磁场进行了计算;其次提出了永磁直驱风力发电机电磁场有限元分析方法,应用有限元软件ANSYS对发电机的静态电磁场进行了仿真计算;最后将利用ANSYS软件仿真结果和实际情况进行比较。
从结果看出,采用有限元方法仿真的结果和同实际情况基本相符,此仿真的结果对以后风力发电机的研究具有一定的参考价值。
关键词:直驱永磁发电机;ANSYS;静态电磁场基金项目:国家自然科研基金项目(50767003,50867004);自治区高校科研计划项目(XJE DU2007I05)作者简介:段晓田(19842),女,硕士研究生,研究方向为电气系统优化设计。
中图分类号:T M313;TP31 文献标志码:A 文章编号:100129529(2009)1221997204ANS Y S2ba sed electromagneti c f i eld si m ul a ti on for d i rect2dr i ven per manen t2magnet genera torsDUAN X iao2tian,ZHAN G X in2yan,ZHAN G Jun(School of Electrical Engineering,Xinjiang Univ.,U ru mqi830008,China)Abstract:I n this paper,the s oft w are ANSYS was used f or si m ulati on of the static electr omagnetic fields f or the direct2 drive per manent2magnet generat or.First,the electr omagnetic fields of the direct2drive per manent2magnet wind power generat or were calculated with traditi onal calculati on method.Second,the finite ele ment method for the electr o mag2 netic field was p r oposed,and the s oft w are ANSYS was used f or si m ulative calculati on of the static electr omagnetic fields.The si m ulati on result by using ANSYS was p r oved in comp liance with the p ractical situati on.Key words:direct2drive per manent2magnet generat or;ANSYS;static electr omagnetic field[8]黄科元,贺益康.矩阵式变换器励磁的双馈风力发电机系统[J].太阳能学报,2002,23(6).[9]张晓波,张新燕,王维庆.用神经网络对风力发电中电力电子故障分析[J].华东电力,2008,36(7).[10]张晓波,张新燕,王维庆.用小波分析来判定风力发电中电力电子的故障[J].电机技术,2008,05.收稿日期:2009209214本文编辑:邵振华 我国有丰富的风能资源,风电的发展可以大大改进国家的能源结构,减少废气排放,保护环境[1]。
恒定磁场仿真
∙启动ANSYS(1)开始－程序－ansys5.6－license status－server(出现active)(2)开始－程序－ansys5.6－interactive(3)设置好工作目录（working directory）－Run∙设定分析模块使用“Preferences”对话框选择分析模块，以便对菜单进行过滤，使菜单简洁明了。
(1)M ain Menu－Preferences（预处理）(2)在对话框中选择Magnetic-Nodel－OK∙定义材料属性材料属性是几何模型无关的本构属性。
改题中表现为两种介质的不同的相对介电常数。
(1)M ain Menu－Preprocessor－Material Properties－Constant－Isotropic(2)在出现的对话框中确定材料编号1，选择OK(3)出现定义材料属性的对话框，在“MURX”栏中输入“1”，选择Apply∙设定单元类型及相应选项(1)Main Menu－Preprocessor（前处理）－Element Type－ADD/Edit/Delete(2)选择ADD(3)在左边单元列表中选择“Magnetic Vector”，在右边的单元列表中选择“Vect Quad 8nod53”（二维八节点四边形磁场单元）－Apply(4)在左边单元列表中选择“InfiniteBoundary”，在右边的单元列表中选择“2D Inf Quad 110”（二维无限单元）－OK，回到Element Type框(5)移动光标至type1的位置，选择Options，更改K3至Axisymmetric（轴对称），选择OK(6)移动光标至type2的位置，选择Options，更改K2至8-Noded Quad，更改K3至Axisymmetric（平行平面改为轴对称），选择OK－Close∙创建基本模型(1)M ain Menu－Preprocessor－Modeling－Areas－Create－Circle－SolidCircle（圆）(2)W P X输入“6”，WP Y输入“3”，Radius输入“1”其他都空缺，空缺的数字默认为“0”。
ANSYS磁场耦合场分析
5-4
三维汇流排变形
• 在三维模拟实例中采用三维汇 流排，确定排的变形
• 汇流排模型，由于电流同方向 ，位移为Z方向，朝着对称平 面
两个汇流排“角形”组件
电流方向
整理课件ANSYS/Emag进行电磁场分析 版本 5.5 (001172)
5-5
• 需要先前的磁场分析结果 • 如果没有汇流排的磁场分析结果，必须重新分析得到 • 输入命令angle3d,1,1，这将进行求解汇流排单元Lorentz 力的磁场分
• 选择 OK
材料号2相应于 汇流排
• 选择 OK
整理课件ANSYS/Emag进行电磁场分析 版本 5.5 (001172)
5-9
• 现在可以将力能施加在汇流排上 Preproc>loads>apply>-structural-force/moment>from mag analy
因为只有一种结果， 此处为“空”就可以 读入正确结果
5-19
• 汇流排和块导体内的功率
• 运行动画文件thermal.avi观察动画
温度 (F) 时间 (秒)
整理课件ANSYS/Emag进行电磁场分析 版本 5.5 (001172)
5-20
5-11
• 其边界条件用来约束汇流排“角形”组件 Preproc>loads>apply>-structural-displacements>on lines
• 在“角形”组件的三个地方加结构约束条件
整理课件ANSYS/Emag进行电磁场分析 版本 5.5 (001172)
5-12
• 利用PlotCtrls中的缩放控制来辅助选择感兴趣区域的线段
第五章
实验指导1恒定磁场的仿真)
实验二：恒定磁场的仿真一、实验目的：1、熟悉Ansoft Maxwell 软件的使用方法2、掌握使用Ansoft Maxwell软件仿真恒定磁场的方法3、了解恒定磁场的基本原理二、实验设备安装有Ansoft Maxwell 软件的计算机三、实验内容1、环电流的磁场仿真。
圆环的半径为2mm，环中通过的电流为1A，仿真计算磁场分布和电感值。
2、亥姆霍兹线圈的磁场仿真。
两线圈的半径均为2mm，两线圈中通过的电流均为1A，仿真计算磁场分布、自感和互感、以及两线圈所受到的力。
3、无限长同轴电缆的磁场仿真。
无限长同轴电缆的内导体半径为0.2cm，外导体半径为0.8cm，内外导体之间为真空。
该同轴电缆中通过1A电流，仿真计算磁场分布和同轴线的电感。
四、实验方法原理1、恒定磁场：是由恒定电流激发的，是电磁场的一种重要的和特殊的形式。
2、Ansoft Maxwell 软件采用有限元法进行数值计算。
五、实验步骤1、环电流的磁场仿真。
（1）点击PROJECTS/New创建一个新的项目，命名为：×××，Type: Maxwell 2D V ersion 10 (或其它2D版本)，点击OK.（2）Solver: Magnetostatic; Drawing: RZ Plane.选择Plane 的依据参见下图，下图为Maxwell 2D可以仿真的两种结构，都是轴对称的结构。
XY Plane 是对称轴垂直画面的，而RZ Plane 的对称轴是平行于画面的。
（3）点击Define Mode l → Draw Model，在2D Modeler中，绘制几何结构。
选择单位：Model→ Drawing Units→ mm。
在该窗口中，根据仿真的实际结构尺寸设置绘图Background的尺寸，画一半径为2mm的圆，实际的结构则为绕V 轴的环电流。
（4）进入Setup Materials定义物体的材料属性。
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工程电磁场仿真实验指导书
5、求解
2007年11月3日星期六
47
工程电磁场仿真实验指导书
求解模块中的加载，选中小圆面积
2007年11月3日星期六
48
工程电磁场仿真实验指导书
加载，小圆面积上加电流密度激励
2007年11月3日星期六
49
工程电磁场仿真实验指导书
这两条边上加 边界条件
求解，加载，准备加第一类边界条件（A的边界值）
87
放大、缩小 平移、旋转 前、后、 左、右、 上、下 视图
显示控制中的工具
2007年11月3日星期六
14
工程电磁场仿真实验指导书
设置网格划分 规格、方式。 划分、加密和 清除网格。
网格划分专用工具
2007年11月3日星期六
15
工程电磁场仿真实验指导书
3、预处理
2007年11月3日星期六
16
工程电磁场仿真实验指导书
64
工程电磁场仿真实验指导书
修改颜色 显示格式
显示控制，更改显示格式
2007年11月3日星期六
65
工程电磁场仿真实验指导书
改为 win32c
修改显示格式
2007年11月3日星期六
66
工程电磁场仿真实验指导书
显示控制，准备修改云图层数
2007年11月3日星期六
67
工程电磁场仿真实验指导书
9层色云图改为300层
76
工程电磁场仿真实验指导书
往路径上映射变量的数值
2007年11月3日星期六
77
工程电磁场仿真实验指导书
准备显示路径上的变量，例如 磁感应强度的模
2007年11月3日星期六
78
工程电磁场仿真实验指导书
显示路径上变量的曲线
2007年11月3日星期六
79
工程电磁场仿真实验指导书
准备存储图形文件（抓图）
2007年11月3日星期六
27
工程电磁场仿真实验指导书
前处理建模，四分之一圆【半径20，圆心（0，0）】
2007年11月3日星期六
28
工程电磁场仿真实验指导书
前处理建模，四分之一圆【半径40，圆心（0，0）】
2007年11月3日星期六
29
工程电磁场仿真实验指导书
全部面积 叠压运算
前处理布尔运算，将三个面积叠压在一起（overlap）
前处理菜单，材料编号
2007年11月3日星期六
20
工程电磁场仿真实验指导书
相对 磁导率
材料参数（相对磁导率）
2007年11月3日星期六
21
工程电磁场仿真实验指导书
添加 单元类 型
准备添加单元类型
2007年11月3日星期六
22
工程电磁场仿真实验指导书
添加
添加二维8节点四边形磁场单元
2007年11月3日星期六
1设置工作 目录
2设置完毕， 点击运行
ANSYS 工作环境设置
2007年11月3日星期六
10
工程电磁场仿真实验指导书
2应用菜单
3工具条
4图形窗口 1主菜单 5命令窗口
ANSYS主界面，应用菜单、主菜单、图形窗口、工具条
2007年11月3日星期六
11
工程电磁场仿真实验指导书
1 预处理
2 前处理 3 求解 1 后处理
23
工程电磁场仿真实验指导书
添加
添加辐射状无限单元
2007年11月3日星期六
24
工程电磁场仿真实验指导书
修改单元性质（改为轴对称）
2007年11月3日星期六
25
工程电磁场仿真实验指导书
修改无限单元性质（改为8节点、轴对称）
2007年11月3日星期六
26
工程电磁场仿真实验指导书
前处理建模，圆【半径1，圆心（6，3）】
33
工程电磁场仿真实验指导书
内部单元 类型
前处理定义内部区域属性
2007年11月3日星期六
34
工程电磁场仿真实验指导书
选中两条弧线（无 限单元区要求划成 辐射状单元）
两线分 分段数 相同 段数相 同
前处理划分网格，设定线上单元个数
2007年11月3日星期六
35
工程电磁场仿真实验指导书
网格划分设置，两弧线划分50段。
准备显示磁感应强度矢量（箭头）
2007年11月3日星期六
61
工程电磁场仿真实验指导书
点击显示 控制菜单
放大 图形
放大后的磁感应强度矢量图
2007年11月3日星期六
62
工程电磁场仿真实验指导书
后处理，准备显示磁感应强度云图
2007年11月3日星期六
63
工程电磁场仿真实验指导书
显示磁感应强度云图
2007年11月3日星期六
39
工程电磁场仿真实验指导书
前处理菜单
2007年11月3日星期六
40
工程电磁场仿真实验指导书
选中小圆的 4段圆弧
前处理，设置网格数
2007年11月3日星期六
41
工程电磁场仿真实验指导书
前处理，设置网格数（例如20）
2007年11月3日星期六
42
工程电磁场仿真实验指导书
只能 选四边形
只能选 映射
ANSYS主菜单
2007年11月3日星期六
12
工程电磁场仿真实验指导书
文件操作 （保存、 回复、退 图形显示 显示控制 菜单管理 帮助 出等） （点、线、（大小、 （显示、 （原理、 隐藏） 操作手册） 面、体、 方向、颜 结果） 色、数量）
实用菜单主要功能
2007年11月3日星期六
13
工程电磁场仿真实验指导书
2007年11月3日星期六
36
工程电磁场仿真实验指导书
必须设 置分段 数为1
前处理网格预设，按无限单元要求设置
2007年11月3日星期六
37
工程电磁场仿真实验指导书
前处理，网格数设置
2007年11月3日星期六
38
工程电磁场仿真实验指导书
这两条线可 设网格数 100
前处理，设置网格数
2007年11月3日星期六
2007年11月3日星期六
4
工程电磁场仿真实验指导书
2、软件启动
2007年11月3日星期六
5
工程电磁场仿真实验指导书
从”程序”开始，最后点 击“license status”
激活license,从“程序”开始。
2007年11月3日星期六
6
工程电磁场仿真实验指导书
点击server
点击server,激活。若不能激活，需等待所提示的时间
2007年11月3日星期六
50
工程电磁场仿真实验指导书
加边界条件（A=0)
2007年11月3日星期六
51
工程电磁场仿真实验指导书
选中无限单元 最外边界
准备加无限单元标志
2007年11月3日星期六
52
工程电磁场仿真实验指导书
加载，最外边的圆弧加无限单元标志（flag）
2007年11月3日星期六
53
工程电磁场仿真实验指导书
点击
点击
求解启动
2007年11月3日星期六
54
工程电磁场仿真实验指导书
提示信息
关闭求解信 息窗口
求解完毕
2007年11月3日星期六
55
工程电磁场仿真实验指导书
6、后处理
2007年11月3日星期六
56
工程电磁场仿真实验指导书
准备显示A的云图 （等位线）
后处理启动
2007年11月3日星期六
2007年11月3日星期六
30
工程电磁场仿真实验指导书
前处理定义区域属性（单元类型、材料编号）
2007年11月3日星期六
31
工程电磁场仿真实验指导书
无限单元
前处理定义区域属性，无限单元区
2007年11月3日星期六
32
工程电磁场仿真实验指导书
前处理定义区域属性，选中内部区域
2007年11月3日星期六
72
工程电磁场仿真实验指导书
磁感应强度线对称显示（模型全部）
2007年11月3日星期六
73
工程电磁场仿真实验指导书
磁感应强度模云图对称显示
2007年11月3日星期六
74
工程电磁场仿真实验指导书
2个节点定 路径
后处理，设置显示路径
2007年11月3日星期六
75
工程电磁场仿真实验指导书
命名路径
2007年11月3日星期六
点击 preferences
预处理（过滤、筛选）
2007年11月3日星期六
17
工程电磁场仿真实验指导书
1选取磁场
2选完点击 OK
选择磁场（基于节点）计算模块（过滤其他）
2007年11月3日星期六
18
工程电磁场仿真实验指导书
4、前处理
2007年11月3日星期六
19
工程电磁场仿真实验指导书
材料 编号
2007年11月3日星期六
7
工程电磁场仿真实验指导书
出现 active
若出现active,说明已经激活。
2007年11月3日星期六
8
工程电磁场仿真实验指导书
最后点击 interactive
启动ANSYS，从“程序”开始，最后点击interactive
2007年11月3日星期六
9
工程电磁场仿真实验指导书
2007年11月3日星期六
84
工程电磁场仿真实验指导书
2007年11月3日星期六