用ansys分析永磁体的例子
谢丹!!梅顺齐!基于ANSYS软件的磁力驱动机构的磁场分析
[研究・设计]收稿日期:2009202225;修回日期:2009203203基金项目:国家自然科学基金资助项目(50775165)作者简介:谢丹(1983-),女,湖北荆州人,武汉科技学院机电工程学院硕士研究生,主要研究方向为机电一体化,磁力机械。
基于AN SYS 软件的磁力驱动机构的磁场分析谢 丹,梅顺齐 (武汉科技学院机电工程学院,湖北武汉 430073) 摘 要:磁力驱动机构实现了转矩的无接触传递,是一种新型绿色驱动机构。
其磁场的分布计算是此类机构分析设计的基础。
本文针对高速轴向磁力驱动机构,借助ANSYS 有限元法分析软件,对其磁场分布进行了研究,得出不同节点的磁场强度值,为该机构的设计提供了依据。
关 键 词:磁场;有限元分析;磁力驱动机构中图分类号:O441.4 文献标志码:A 文章编号:100522895(2009)0520042204Ana lysis of the M agneti c F i eld D r i v i n g by M agneti c M echan is m w ith ANS Y S SoftwareX I E Dan,ME I Shun 2qi(Depart m ent of Mechanical and Electr onic Engineering,W uhan University of Science and Engineering,W uhan 430073,China )Abstract:Magnetic drive mechanis m is a kind of trans m issi on mechanis m that can trans m it t orque without contact,and it ’s a ne w kind of green drive mechanis m.The nu merati on of the magnetic field is generally the basic devise of the Magnetic drive mechanis m.Focusing on the high 2speed axial m agnetic drive m echanis m ,the paper studied its m agneticdistribution w ith AN S YS F in ite E le m en t A nalysis soft w are and obta ined the value of M agnetic field for different nodes,thus provide the basic infor m a tion for structure design .Key words:magnetic field;finite ele ment analysis;magnetic drive mechanis m 0 引言磁力驱动机构亦称磁力传动机构、磁力联轴器,是一种磁学与机械工程相结合的新型驱动机构,也是近年来动力传递方式及密封技术领域取得的重要成果[1]。
基于ANSYS的永磁电机的气隙磁场分析.kdh
2mm。 将电机安装在转台上 ，高斯计的探头置于电机 气隙中 ， 并与磁场方向垂直 ， 旋转转台 ， 每 转 动 1° ，
记录下一次高斯计的读数 ， 转动一周后 ， 将所有数据 绘制在表格上 。 其中 ， 将一对极下的数据 ， 绘制成气 隙磁密波形图 ， 如图 5 所示 。
0.6 0.4 0.2
磁场密度 /T
Ay Ax v y z x y
（1 ）
f 蓓 A f 蓦蓓 A f 蓦蓓 A 蓦
S S S
ax + ax + ax +
xx
f f a+ a δ A x ds + Axy y Axz z f f a+ Ayy y Ayz f f a+ Azy y Azz
· δAx +
y x x xy xz y y yy yz z z z zy zz
（7 ） 由于 δAx，δAy，δAz 除了在 Drichlet 上为 0 外 ， 在 其它任何地方都是任意的 ， 因而 ， 式 （7） 中前 3 个被 积式应分别为 0， 即 ，
f Ax x f Ay x f Az x f f f ＝0 z 塄 塄 塄 y z z z A A A
f y Axx
yz
f z Axy
yy
f Axz
yz
δAx dxdydz+
y
z
zx
zy
zz
自动化与仪表
2009(2)
55
创意与实践
导磁体 磁钢
隙磁场的影响 。 将转子环材料从 2Cr13 改为 1J50。 重
气隙
新计算气隙磁场 ，计算得气隙磁密的幅值为 0.55T。 在其它参数不变的情况下 ，分析永磁体厚度对气 隙磁场的影响 。 将永磁体的长度从 2.7mm 改为 3mm。 重新计算气隙磁场 ，计算得气隙磁密的幅值为 0.51T。
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。
基于ANSYS软件的稀土永磁无刷直流电机的电磁场分析
基于ANSYS软件的稀土永磁无刷直流电机的电磁场分析近年来，由于稀土永磁无刷直流电机具有效率高、转矩低、低压低转速性能好、调速范围广、噪声小、抗干扰能力强、体积小等优点，在国防、工农业生产和日常生活等许多方面获得了越来越广泛的应用。
因此受到了越来越多人的亲睐。
电磁性能是电机设计的重要指标，故研究其磁场的分布具有重要的意义。
和其它的许多励磁的直流电机不同的是，稀土永磁无刷直流电机采用了永磁体作为励磁源，故电机内部电磁场的分布较为复杂，采用传统等效磁路方法分析会遇到周期长，成本高，且会带来比较大误差的困难，而本文采用有限元数值分析的方法来对电机进行分析，很好的解决了上述的困难。
ANSYS14.5是一种在工程上广泛使用的有限元分析软件，本文首利用它提供的GUI命令和命令流（APDL语言）结合起来建立了稀土永磁无刷直流电机的模型，然后经过了前处理阶段、分析计算阶段和后处理阶段，最后分析了其二维的静态磁场，得到了与空载和负载相对应的磁场分布、磁场强度分布、磁流密度分布、电磁力分布。
结果都非常直观明了，计算精度高，而且整个设计周期短，为稀土无刷直流电机的设计分析提供了很好的思路，具有一定的参考意义。
关键词：稀土永磁无刷直流电机,有限元法,ANSYS,电磁场分析、第一章绪论1.1 稀土永磁无刷直流电机产生的背景20 世纪以来，随着全球汽车工业的发展，对石油资源的需求、对生态环境的影响变得越来越大，在这种背景下，各种各样的电动汽车脱颖而出[1]·有刷直流电动机有刷直流电动机拥有良好的启动和调速性能，但其存在换向器和电刷，导致换向火花、电磁干扰、可靠性差、造价高等一系列问题。
·异步电机异步电机结构简单、运行可靠、价格便宜，但其调速和启动性能不佳。
·同步电机同步电机具有良好的运动性能，但其启动性能不佳。
·上世纪三十年代有人提出了用电子换相取代机械换相无刷直流电动机的概念，但当时尚无理想的电子换相器件。
基于ANSYS的推力永磁轴承磁力特性研究
案 值为 0． 001 m。而相对磁环来说，空气和远场作为 E n 包络场，其对网格所要求的精度不高，故对其进行 A .c 自由网格划分，并设置面单元边长为 0． 002 m。
2． 3 加载求解
C g 在研究推力永磁轴承内部的磁场分布时，暂 r 不考虑其向外的漏磁，因此在模型最外层加上磁
凯 o 面重合时能产生较大的轴向力，而径向方向上的
不稳定力 较 小，适 合 做 斥 力 型 轴 向 轴 承。 故 文 中
e 以此类型永磁轴承单元作为基本结构组成一种推 O 力永磁轴承，其结构如图 2 所示，该轴承主要用于 CAwMwEw.cam 承受轴向载荷。
环对动磁环的磁力 Fz1 （ 方向向上） 相应增大，而动 磁环与上定 磁 环 间 的 气 隙 变 大，上 定 磁 环 对 动 磁
值。空气的相对磁导率设置为 1，磁环的材料则通
过设置 Hc 和 μr 来完成。由于磁环材料采用 N35
型 NdFeB，根据 实 验 室 所 定 制 的 磁 环 测 得： Hc =
922 880 A / m，Br = 1． 210 6 T。由 于 真 空 磁 导 率
μ0 = 4π × 10 － 7 H / m，故磁环的相对磁导率 μr = Br /
ISSN1000 － 3762 轴承 2014 年4 期 CN41 － 1148 / TH Bearing 2014 ，No． 4
5 －9
基于 ANSYS 的推力永磁轴承磁力特性研究
张坚，孙玉卓，张海龙，孟庆涛，张钢
（ 上海大学 机电工程与自动化学院，上海 200072）
摘要： 对一种推力永磁轴承进行了力学特性分析，由于其只产生轴向位移且具有轴对称结构，故将其简化成轴
ansys 永磁电机算例
ANSYS可以用于永磁电机的仿真分析，以下是一个永磁电机的算例：
首先，需要建立永磁电机的三维模型，包括定子、转子、永磁体等部分。
在ANSYS中，可以使用强大的建模工具进行模型的建立。
接下来，需要设置材料的属性，包括电导率、相对磁导率、永磁体的磁化方向等。
这些属性将影响仿真结果的准确性。
然后，需要设置边界条件和激励源，如电机的转速、电流等。
这些条件将决定电机的运行状态。
最后，进行仿真计算，可以得到电机的磁场分布、转矩特性、损耗等结果。
通过对这些结果的分析，可以评估电机的性能，并进行优化设计。
需要注意的是，以上只是一个简单的算例，实际的永磁电机仿真可能涉及更复杂的模型和更多的参数设置。
因此，在使用ANSYS进行永磁电机仿真时，建议参考详细的教程和文档，以确保仿真的准确性和可靠性。
ansys磁热耦合实例
ansys磁热耦合实例
摘要：
1.ANSYS 磁热耦合简介
2.磁热耦合实例介绍
3.磁热耦合求解过程
4.结论
正文：
一、ANSYS 磁热耦合简介
ANSYS 是一款广泛应用于机械、电子、航空航天、能源等领域的大型有限元分析软件，其强大的计算能力可以解决复杂的工程问题。
在ANSYS 中，磁热耦合分析是一种结合磁场和温度场的分析方法，可以模拟磁场与温度场之间的相互影响，从而更准确地预测工程部件的性能。
二、磁热耦合实例介绍
在此实例中，我们将模拟一个永磁体在交变磁场作用下产生的温度场。
永磁体在磁场中会产生磁化，从而导致内部产生涡流，涡流的流动会产生热量。
通过ANSYS 磁热耦合分析，我们可以计算出永磁体在不同磁场强度和频率下的温度分布。
三、磁热耦合求解过程
1.几何模型创建：首先，在ANSYS 中创建永磁体和交变磁场的几何模型。
2.材料属性定义：定义永磁体和交变磁场的材料属性，如磁导率、电导
率、比热容等。
3.边界条件设置：设置永磁体和交变磁场的边界条件，如固定温度、磁场强度等。
4.磁场分析：在已知温度场上加磁场载荷进行求解，得到磁场分布。
5.温度场分析：在磁场分布上再次加载温度场载荷进行求解，得到温度场分布。
6.结果后处理：对求解结果进行可视化和分析，提取感兴趣的物理量，如温度分布、磁场强度等。
四、结论
通过ANSYS 磁热耦合分析，我们可以得到永磁体在交变磁场作用下的温度场分布，从而为工程设计提供有力的依据。
ANSYS软件在永磁同步发电机空载磁场分析中的应用
设计电机时的值进行比较, 如表 1 所示。
表 1 磁路分析与磁场分析值比较
气隙磁密 齿磁密
定子轭 磁密
转子轭 磁密
磁路计算值/ T 0 6460 1 7637 1 5030 1 5275
磁场分析值/ T 0 64079 1 7453 1 5151 1 5223
通过对表 1 计算值的比较, 可以看出, 用等效磁
通过sys软件在永磁同步发电机空载磁场分析中的应用并通过ansys强大的后处理功能得出了磁力线分布图和磁感应强度分布云图使电磁场抽象的概念更加清晰设计更加准确直观
中图分类号: T M 313
微电机 2006 年 第 39 卷 第 8 期 ( 总第 155 期)
文献标识码: A
文章编号: 1001 6848( 2006) 08 0014 03
应用有限元法求解电机电磁场时, 一般可取电 机外侧表面作为边界面。一般情况下, 认为磁力线 沿电机外侧表面闭合, 这一类边界属于第一类齐次 边界。很多情况下电机轴的外表面也被取为第一类 齐次边界。所以作者在电机模型中给定子外圆和转 轴外圆加载平行边界条件。GU I 方式具体步骤如下:
!mainmenue∀ # ! solut io n∀ # ! excit at ion∀ # !apply∀ # !boundar y∀ # !par l o n line∀
0引言
永磁电机的电磁场分布较为复杂。为保证计算 的准确, 一般采用有限元法对电机内部电磁场进行 数值计算。基于迦辽金或变分原理的有限元法将偏 微分方程表征的连续函数所在的封闭场域划分成有 限个小区域, 每一个小区域用一个选定的近似函数 来代替, 于是整个场域上的函数被离散化, 由此获 得一组近似的代数方程, 并联立求解, 获得该场域 中函数的近似数值。本文以大型通用有限元分析软 件 ANSYS 为基础, 对永磁同步发电机进行磁场分 析。使用者需输入 所要计算 的问题, 便可获得 结 果, 而不需要了解有限元求解的详细过程, 极大地 方便了使用, 节省了设计人员的时间和精力。
Ansys模拟永磁体
Quote:!*************************************************!! 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=4pi∗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infine9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TB,BH,2,,30TBPT,,130.000000,0.100000000……..TBPT,,52200.0000,2.37000000TBPLOT,BH,2,,,/IMAGE,SAVE,BH2,JPEG ! 将材料2的B-H曲线存储为bh2.jpgMp,mgxx,2,0 ! 对于永磁铁，必须定义mgxx（或者mgyy）Mp,mgyy,2,hc!*************************************************!/PNUM,AREA,1 ! 定义显示模式wall=20hall=10!rectng,0,wall,0,hallaovlap,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infine9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!*************************************************! Finish/post1Plf2d,27,0,10,1 ! 显示磁力线/image,save,mf,JPEG ! 将磁力线保存为JPG文件额外说明!*************************************************!(1)如果输入文件写成：Mp,mgxx,2,hcMp,mgyy,2,0磁极在X轴上!*************************************************!(2)如果输入文件写成：Mp,mgxx,2,0Mp,mgyy,2,hc磁极在Y轴上!*************************************************!(3)如果输入文件写成：Mp,mgxx,2,hc*sin(45)Mp,mgyy,2,hc*sin(45)磁极在对角线上。
基于ANSYS的间隙式永磁吸附爬壁机器人的磁场分析
Ｗ ａＩ ｃｉ ｉ ｇ Ｒｏ ｏ ｓ ｄ ｏ ｌ ｌ — ｍｂ ｎ ｂ ｔＢａ ｅ ｎ ＡＮＳ ＹＳ
Ｋ ｎ ｉ ｏ ｇＨｕ，Ｗ ａ ｇＪｄ ｉ ｎ ｉａ ，Ｃｈ ｎ Ｇ ａ ｇ ｉｇ ｅ ｕ ｎ ｑｎ
（ ｏｅ ｅｏ ｃａ ｉ ｌ ｎ ｌ ｔ ｎｃＥ ｇｎｅ ｎ ，Ｓａ ｄｎ ｎｖｒｔ ｏ ｃ ｎｅａ ｄＴ ｃｎ ｂ ｙ Ｑ ｎｄｏ２ ６ １ ， ｈｎ ） Ｃ ｌ ｇ ｆ ｈｎｃ ｄＥｅ ｒ ｉ ｎ ｉ ｒ ｇ ｈｎ ｏ ｇＵ ｉｅ ｉ ｆ ｉ ｃ ｅｈ ｏ ｇ ， ｉｇａ ６５ ０ Ｃ ｉａ ｌ Ｍｅ ａａ ｃｏ ｅｉ ｓｙ Ｓ ｅ ｎ
Ｏ 引言
永磁吸附方式相对于真空吸附、 负压吸附等常 见 的爬壁机器人 （ ｎ Ｃｉｂｎ ｏｏ ）吸附方 ｗａ — ｌ ｉ Ｒ ｂｔ ｍ ｇ ｓ
本文针对轮式永磁吸附爬壁机器人存在的问 题， 设计 了间隙式的永磁吸附方式 ， 将矩形永磁体 有规律的排列在行走轮周围，并与本体结构刚性
连接 ， 与壁 面 间隙 可调 ， 此在不 同间隙条 件 下 的 因
Ａｌ ｒ ｃ ：Ｔｈ ｓ ｐ ｐ ｒ ａｍｓ ａ ｅ ｍａ ｅ ｔ ｍａ ｎ ｔ ａ ｓ ｒ ｔ ｎ ｗ ｌ— ｌ ｉ ｇ ｒ ｂ ｔ Ｂｙ Ｐ ｔ ｎ ｏ ｗ ｒ ｅ ｔｐ ｆ ｃｅ ｒ ｎ ｅ ￣ｔ ａ ｔ ｉ ａ ｅ ｉ ｔｐ ｒ ｎ ｎ － ｇ ｅ ｂ ｏ ｐ ｉ ａ ｌ ｃｉ ｎ ｏ ． ｕ ｔ ｇ ｆ ｒ ａ ｄ ａ ｎ ｗ ｙ ｅ ｏ ｌａ ａ ｃ ｏ ｍｂ ｏ ｉ
ａ ｓ ｒ ｔ ｎ ｍａ ｎ ｒｕ ｉ ｇ ｒ ｃａ ｇ ｌｒｐ ｒ ｎ ｎ－ ｇ ｅ ｎ ｋ ｎ ｎ ａ ａｙ ｉ ｏ ｇ ｅｉ ｅ ｄ ｏ ｅ ｍａ ｅ ｔ ｍａ ｎ ｔ ｎ Ａｎ ｙ ｂ ｏ ｐ ｉ ｎ ｅ ｓ ｔｎ ｕ ａ ｅｍａ ｅ ｔ ｍａ ｎ ｔ ｄ ｍａ ｉ ｇ ａ ｎ ｓｓ ｎ ｍａ ｎ ｔ ｆ ｌ ｆｐ ｒ ｎ ｎ — ｇ ｅ ｓ ｓ ｏ ｎ ｅ ａ ｌ ｃｉ ｉ
ANSYS有限元软件在永磁磁路中的应用
第19卷第4期辽宁工学院学报V o l .19 N o .41999年8月JOU RNAL O F L I AON I N G I N ST ITU T E O F T ECHNOLO GY A ug .1999α文章编号:100521090(1999)0420031203AN SYS 有限元软件在永磁磁路中的应用宛剑业1,赵存根2(1.辽宁工学院机械与汽车工程系,辽宁锦州 121001;2.锦州筑路机械厂,辽宁锦州 121004)摘 要:采用美国I M A G 公司开发的一套大型AN SYS 5.2有限元软件对一种新型永磁振动装置的磁路进行分析,并确定其形状和尺寸,求出最佳值。
关键词:振动钻削;永磁材料;磁路;有限元中图分类号:T P 319∶O 441 文献标识码:A设计磁性器件,除选择合适的材料之外,还要求适合某种特殊用途的磁路。
一般而言,磁路的分析、计算应当包括铁磁材料及非铁磁材料的整个空间区域的场分析。
对于磁通是无“绝缘”可言的,所以磁路实际上是一种分布参数性质的“路”。
其计算十分复杂,为了逼近实际磁路,若无计算机的帮助,其计算量相当大,对于磁系统结构复杂、气隙较大及磁路中的铁磁材料较饱和时,尤为突出。
由美国I M A G 公司提供的一套大型AN SYS 5.2有限元软件,为本文应用有限元技术进行永磁振动装置的磁路设计提供了强有力的研究平台。
1 建模依据要分析永磁振动装置的磁路,必须首先建立该装置的实体模型,建模依据AN SYS 程序中所用的动力分析类型,基于下述有限元系统的通用运动方程:[M ]{u β}+[C ]{u α}+[K ]{u }={F (t )}其中 [M ]是质量矩阵;[C ]是阻尼矩阵;[K ]是刚度矩阵;{u β}是节点加速度向量;{u α}是节点速度向量;{u }是节点位移向量;{F }是载荷向量;(t )是时间。
利用该方程,AN SYS 程序可求出具有惯性和阻尼影响的、在任意时刻t 满足平衡方程的未知{u }值。
基于ANSYS的永磁同步电机的设计与仿真
侯 鹏 1>2 ，周 国 鹏 2 ，万 仁 卓 1 ，周 芳 2 ，周 智 2
( 1 . 武 汉 纺 织 大 学 电 子 与 电 气 工 程 学 院 ，湖 北 武 汉 430200; 2 . 湖 北 科 技 学 院 工 程 技 术 研 究 院 ，湖 北 咸 宁 437100)
摘 要 ：为 了 简 化 研 发 永 磁 电 动 机 的 设 计 周 期 ，本 文 提 出 了 一 种 基 于 Ansys Maxwell软 件 RMxprt电
态 运 行 有 限 元 计 算 与 分 析 ，验 证 了 电 磁 设 计 的 合 理 性 ，同 时 比 较 了 基 于 磁 路 法 RMxprt的 计 算 和
Maxwell2D有 限 元 分 析 相 结 合 的 电 机 设 计 过 程 Q结 果 表 明 ，有 限 元 分 析 法 的 精 度 优 于 磁 路 法 ，该 分
元 法 对 单 相 永 磁 同 步 电 机 进 行 了 仿 真 研 究 。在国 外 ，LiP〇等在文献[5]中应用场路耦合有限元法仿真 了 永 磁 同 步 电 机 的 稳 态 运 行 性 能 ，Gieras等在文
献 [6]中用有限元法计算了同步电动机的参数和性 能 ，文中参数仿真能真实地反映负载时磁场的饱和 程度。总 之 ，国内外学者对各种电机电磁场性能仿 真 分 析 取 得 了 一 些 成 果 ，很 明 显 利 用 有 限 元 法 分 析 电机磁场更精确，但利用有限元法分析各种电机模 型还有待完善。
本 文 将 采 用 有 限 元 法 对 永 磁 同 步 电 机 （PMSM) 内部电磁场进 行 数 值 计 算 与 仿 真 分 析 。首先基于 RMxprt模 块 建 立 永 磁 电 机 的 数 学 模 型 ，然 后 将 RMxprt模 块 生 成 的 几 何 模 型 导 入 Maxwell2D 模 块 ， 利 用 Maxwell2D 模 块 对 电 机 进 行 有 限 元 仿 真 与 分 析 ，验证电机设计的合理性，并为进一步优化打下 基础。
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]。
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的Halbach永磁电动悬浮系统受力分析
１模 型 建 立
Ｈ ｌａｈ 体 产 生 磁 场 较 为 复 杂 ， 解 析 计 算 ａ ｃ磁 ｂ 给 带来 较大 困难 ， 故本文采 用 Ａ Ｓ Ｓ软件 进行数 值计 ＮＹ
０引 言
１６ ９ ０年美 国科 学 家 Ｐ ｗ ｌ 和 Ｄ ｎ ｙ提 出一 种 ｏｅ ｌ ａｂ 新 型 的 电动 式 悬 浮列 车 方 案 ， 经 Ｍ Ｔ完 善 ， 为 后 Ｉ 成 今 天 的 Ｍａｐａｅ 这 种磁浮 列车通 过直 线型 Ｈ ｌａｈ ｇｌ ， ｎ ａ ｃ ｂ
意参数下 系统受 力简单 有效 的通用 表达式 。最后对
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｅ ＥＤ ｇｅ ｙ ｔｍ ｉ ｌａ ｈ ｉ ａ ｓ ｓ ｅ ｓｏ ｔ ｏ ｈ ｔｔ ｅ Ｐ ａｒ ｎ ｅ ｎ Ｈａｂ ｃ ｔｕ ｔ ｒ ｓ ｓ ｒ ｃ ： ｈ Ｓ ｍａ ｌｖ ｓ ｓｅ ｗ ｔ Ｈａｂ ｃ ｓ ｕ ｐ ｎ ｉ ｎ ｍｅｈ ｄ ｔ ａ ｈ Ｍ ｒａ ｇ ｄ ｉ ｌ ａ ｈ ｓｒ ｃｕ ｅ ｉ ｈ ｕ ｅ ｏ ｐ ｏ ｕ ｅ ｉｄ ｃｉｎ ｃ ｒｅ ｔ ｙ ｃ ｔ ｎ ｈ ｏ ｄ ｃｏ ｌｔ ，ｈ ｓ ａ ｈｅ ｉ ｇ ｔ ｅ ｓ ｓ ｅ ｓｏ ． ｈ ｉ ｎ ｒ ｇ ｆｒ ｅ ｆ ｓ ｄ ｔ ｒ ｄ ｃ ｎ ｕ ｔ ｕ ｒ ｎ ｕｔ ｇ ｔ ｅ ｃ ｎ ｕ ｔｒｐ ａｅ ｔ ｕ ｃ ｉｖｎ ｈ ｕ ｐ ｎ ｉｎ Ｔ ｅ ｌ ｔａ ｄ ｄ ａ ｏｃ ｓ ｏ ｏ ｂ ｉ ｆ
Ｓｒ ｓ ｔ ｅ ｓ Ａｎａｙｓｓ ｏ ｌ ｉ ｆＥＤＳ Ｍ ａ ｌ ｖ Ｓ ｔｍ ｔ ａ ｂａ ｈ Ｂａ ｅ ｎ ＡＮ Ｓ Ｓ ｇ ｅ ｙｓｅ ｗｉｈ Ｈ ｌ ｃ ｓ ｄ ｏ Ｙ ＣＨＥＮ ｎ． Ｙｉ ＺＨＡＮＧ ｎ－ｌｎ Ｋｕ ｕ
基于ANSYS的永磁同步电机温度场分析专题资料集锦(三)
permanent magnet (IPM) machine. An efficient quasi-3D lumped
parameter thermal model is described and then applied to a practical IPM machine. The analytical model is validated by
machine.
2.Thermal analysis of multibarrier interior PM synchronous Machine
using lumped parameter model This paper presents a lumped-parameter thermal model for a multibarrier interior PM synchronous machine. The model consists of a network of 12 thermal resistances that make it possible to estimate temperatures at 9 critical points inside the machine including the stator end windings, rotor magnets, and the bearings. The details of the model are presented and two machines are analyzed, including a 6 kW 12-pole automotive starter/alternator and a 0.5 kW 4-pole electric water pump machine. The lumped-parameter model results for both machines demonstrate good agreement with results obtained
(整理)ANSYS在永磁电机设计中的应用.
ANSYS在永磁电机设计中的应用近年来，随着永磁材料性能的不断提高和完善，特别是钕铁硼永磁材料的热稳定性和耐腐蚀性的改善和价格的逐步降低以及电力电子器件的进一步发展，稀土永磁电机在国防、工农业生产和日常生活等方面获得了越来越广泛的应用。
永磁电机采用永磁体励磁，电机内部的电磁场分布较为复杂，采用传统的等效磁路方法分析会带来较大的误差，为保证计算的准确，一般采用有限元法对电机内部电磁场进行数值计算。
应用有限元法进行数值分析，需对有限元法熟炼掌握，编制计算程序，工作繁锁且精度不高，后处理能力有限。
ANSYS是目前应用最为广泛、使用最方便的通用有限元分析软件之一，该软件融结构、热、电磁、流体、声学于一体，能进行多物理场耦合计算，并具有极为强大的前、后处理功能。
在使用上，使用者只需输入所要计算的问题，便可获得结果，并可对结果进行进一步的开发使用，而不需要了解求解的详细过程，更不需要掌握有关技巧和编制任何程序，极大地方便了使用，节省了时间和精力。
具体到电机设计上，无论任何结构、任何形式的永磁电机，只要将其模型输入ANSYS就可进行求解，通过后处理得到磁密分布、磁场分布、磁场强度分布、电磁力分布及转矩分布的彩色云图和单元列表，非常直观明了并且计算精度很高。
本文通过对某海上设备用高速永磁同步发电机的设计，较为详细地说明了用ANSYS进行电机内电磁场分析的具体过程，并给出了样机测试结果。
2 永磁同步发电机的性能指标和基本结构该稀土永磁发电机经变流设备带动一组脉冲负载，要求电机输出两组三组电压±33V（相电压），功率为2kW，电压变化率为±2%，电机转速为24000r／min，体积和重量要求极为严格。
电机采用R2Co17（钐钴2：17）永磁体，转子采用6对极瓦片式结构，外加不锈钢紧固套，定子采用36槽结构，定子绕组输出频率为2000Hz。
3 用ANSYS进行电机电磁场分析本文采用ANSYS5．6版本的Multiphysics模块进行电机电磁场分析，可分为三个阶段：前处理、运行计算和后处理。
基于ANSYS的直流励磁电机电磁场分析与计算
乙 Tem
＝
2pLef μ0
θ2 2
r
θ1
Br Bθ dθ
（4）
式 中 ，P－电 机 极 对 数 ；θ1、θ2－圆 弧 起 止 角 ；Br、Bθ－半 径 r 处 气隙磁通密度径向、切向分量如图 6、图 7 分布。
参考文献 ［1］胡 之 光．电 动 机 电 磁 场 的 分 析 与 计 算 ［M］．北 京 ： 机 械 工 业 出 版 社 ，
102
基于 ANSYS 的直流励磁电机电磁场分析与计算
基于 ANSYS 的直流励磁电机电磁场分析与计算*
Electromagnetic Field in Series Excited DC Motor Based on Ansys
杨惠忠 包 巍 卿兆波 （中国计量学院机电工程学院，浙江 杭州 310018）
直流串励电机具有良好的启动特性。 由于直流串励电机中
的励磁绕组与电枢绕组串联，其励磁电流就是电枢电流，其内部
磁场随负载的变化而变化， 利用传统磁路法对电机内部电磁场
分析不够准确。 为保证计算的准确，采用有限元法对电机内部电
磁场进行数值计算。 本文借助有限元分析软件 Ansys 对直流串
励电机内部的电磁场进行分析计算， 求得负载运行时的电枢反
类边界条件；Г2 －第二类边界条件。
上式等价为以下条件变分问题：
乙乙鄣乙 鄣 乙 W（Az ）＝
B
Ω 0 νBdB－Jz Az dxdy－ Г2 （－Hi ）Az dl＝min
Г1 ：Az ＝A0
（2）
2
2
姨 鄣 鄣 鄣 鄣 式中， B＝ 鄣Az ＋ 鄣Az ；W－能量函数。
鄣x
鄣y
对整个电机进行剖分后，对每个小单元构造插值函数：
基于Ansys的瓦形永磁体磁场分析
中图分类号:TM 303 3 文献标识码:A 文章编号:1001-6848(2007)10-0021-03基于Ansys 的瓦形永磁体磁场分析赵善彪,张天孝,问会青,樊 理(航天时代电子公司第十六研究所,西安 710100)摘 要:利用Ansys 软件仿真出了瓦形永磁体的磁场分布,并应用等效磁荷法对结果做出了理论分析和解释,最后通过实验验证了仿真的正确性。
文章给出了3个结论:磁钢的充磁方向和充磁后所能产生的磁场方向是两个不同的概念;实际使用中,应用的是永磁体磁密的某个分量而非该点的总共磁密;仿真结果可以判别磁钢充磁是否饱和。
关键词:瓦形永磁体;磁场;A nsys ;磁荷Analysis onM agnetic F ie l d of Tegular Per m anentM agnet w it h AnsysZ HAO Shan-b iao ,Z HANG T ian -x iao ,W EN H u-i qi n g ,FAN li (The 16th Research I nstitute o f C ATEC ,X i an 710100,Ch i n a)ABSTRACT :The d istri b uti o n of m agnetic field of tegu lar per m anent m agnet is si m u lated w ith Ansys soft w are and the si m u lated results w hich is proved co rrect by experi m ent at t h e end of th i s paper is ana -l y zed and expla i n ed in t h eory w ith equivalent m agnetic charge m ethod .I n this paper ,three conclusionsare g iven as fo llo w i n g .The direction ofm agnetizing is d ifferent fro m the direction ofm agnetic field gener -ated by the m agnetized m agne.t Usua ll y ,a part of B is used i n eng i n eering not B sum.The si m u lated resu lts can a lso refl e ct the saturati o n ofm agnetized m agne.tKEY W ORD S :Tegular per m anentm agne;t M agneti c fi e l d ;Ansys ;M agnetic charge收稿日期:2006-10-230 引 言应用永磁体技术首先必须清楚所用磁体的磁场分布。
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用ansys分析永磁体的例子
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! 说明：该例子演示一个永磁体的磁场（使用了infin9单元）
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/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
/PREP7
emunit,mks !定义电磁单位为国际标准单位，即μ0=4 Pi e-7 henries/meter
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! 定义单元类型*
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ET,53,PLANE53 ! Define PLANE 53 as element type
ET,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*
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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895000
TB,BH,2,,30
TBPT,, 130.000000 , 0.100000000
TBPT,, 170.000000 , 0.200000000
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TBPT,, 570.000000 , 1.00000000
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TBPT,, 17000.0000 , 2.00000000
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TBPT,, 32000.0000 , 2.20000000
TBPT,, 42500.0000 , 2.30000000
TBPT,, 44500.0000 , 2.32000000
TBPT,, 48200.0000 , 2.35000000
TBPT,, 52200.0000 , 2.37000000
TBPLOT,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
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!* 建立模型*
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/PNUM,AREA,1 !定义显示模式
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hall=10
w1=4
h1=2
!x1=(wall-w1)/2
!x2=x1+w1
!y1=(hall-h1)/2
!y2=y1+h1
!rectng,0,wall,0,hall
!rectng,x1,x2,y1,y2
rectng,-wall/2,wall/2,-hall/2,hall/2
rectng,-w1/2,w1/2,-h1/2,h1/2
aovlap,all
numcmp,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,2
asel,s,area,,2 !选择周围的空气
aatt,1
!********************************************
!建立单元类型，并划分网格
!********************************************
asel,all
type,53
lsel,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,,5,8
lesize,all,,,20 !将磁铁边界的每条边分成20等份
asel,all
amesh,all
!********************************************
!建立载荷
!********************************************
ESEL,ALL
NSEL,EXT
D,ALL,AZ,0
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!求解
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ALLSEL,ALL
MAGSOLV
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!后处理
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