基于VB调用ANSYS与MATLAB的电机电磁场计算

2006年第2期┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉

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设计分析"#$%&’&(’&’)*#$#┉ "

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算11 收稿日期：2005-04-14

改稿日期：2005-09-23

基于VB 调用ANSYS 与MATLAB 的电机电磁场计算

顿月芹1，孔 宇2

（1.清华大学，北京100084；2.山东医学高等专科学校，山东济南250000）Calculation of Electromagnetic Field by Calling ANSYS and MATLAB based on VB DUN Yue -qin 1，KONG Yu 2

（1.Tsinghua University ，Beijing 100084，China ；2.Shandong Medical College ，Jinan 250000，China ）

摘 要：介绍了一种基于VB 调用ANSYS 与MATLAB 进行电磁场计算的方法及其工作过程。借助VB 实现了可视化参数输入界面，通过调用APDL 语言编写的建模分析程序及MATLAB 的绘图程序实现了电磁场计算的一体化运

行，MATLAB 大大增强了图形的处理能力。最后以分析大气隙永磁电机的三维电磁场为例，证明了该方法的优越性，该

方法在很大程度上降低了ANSYS 的使用难度并提高了电磁场设计分析的效率。

关键词：VB ；ANSYS ；MATLAB ；电机电磁场

中图分类号：TM301.4+4；TP391 文献标识码：A 文章编号：1004-7018（2006）02-0011-03Abstract ：A method of calculation of electromagnetic field by calling ANSYS and MATLAB based on VB is presented in this paper.Its operational process is introduced detailedly.The

visible interface of inputting parameters is realized with VB.The calculation of electromagnetic field is finished by calling the pro-gram of APDL and the plotting one of MATLAB based on VB.

The capability of dealing with figures is improved greatly with

MATLAB.The analysis of a PM machine with big air -gap takes

an example to validate the advantages of the method.The method

decreases the difficulty of using ANSYS and increases the effi-ciency of program.Keywords ：VB ；ANSYS ；MATLAB ；electric machine elec-tromagnetic field

1引 言

随着电机设计与分析的发展，有限元在电机电磁场分析中得到了广泛应用。ANSYS 是目前应用较多的有限元分析软件之一，该软件具有强大的前、后处理功能。其基本分析过程为：建模、划分网格、加载、求解和后处理

［4］

。如果模型参数变化，则要

重复执行上述步骤，操作相当复杂。ANSYS 自带的参数化设计语言APDL 可以实现参数化建模分析，避免了重复操作，但是APDL 不提供图形化界面输入，不熟悉ANSYS 软件的技术人员想轻松使用之并非一件易事。在电磁场分析方面，ANSYS 软件后处

理中得到图形的功能有限，而且当采用三维场进行分析时，存在无法得到磁力线分布的缺陷，与此相比，MATLAB 显示出了灵活的绘图功能［5］。VB 是目前较流行的应用程序的可视化开发工具［3］

，在图形用户界面开发方面具有突出的优势［3］

。由于VB 功能强大、易学易用，越来越多的人对VB 与其它软件的集成开发进行了研究［1～2］

。为了解决ANSYS 分析中所存在缺陷，笔者以分析计算电机的三维电磁场为例介绍一种基于VB 开发的ANSYS 和MATLAB 程序调用方法，实现了三者之间的无缝集成，提高了程序的开发效率。2基于VB 集成开发ANSYS 与MATLAB 2.1基本原理

ANSYS 采用参数化建模分析，便于参数的修改。VB 提供输入参数的可视化界面，由此界面可输入或修改相关参数，这些赋值后的参数被传送到ANSYS 的参数化命令流文件从而构成完整的运行程序，VB 再调用该程序分析电磁场。之后，VB 调用MATLAB 进行绘图（利用ANSYS 的后处理所得数据）处理。ANSYS 和MATLAB 经VB 调用后在后台运行程序，程序运行结束再返回到VB 界面，从而

用户只需和VB 界面打交道即可进行电磁场的分析及查看后处理结果。

2.2VB 调用ANSYS 实现参数化界面分析

文献［4］给出了一种VB 增强ANSYS 前处理能力的方法，其建立模型的命令流文件是通过VB 编程来输入，这无疑增加了VB 编程的工作量，对复杂模型来说更是如此，如果再加上求解和后处理部分难度更大，这在很大程度上掩盖了VB 编程的优点。与此不同，本文先用APDL 语言编写参数化建模分析命令流文件。然后通过VB 的读文件和写文件函数对该命令流文件进行操作，只需几行程序即可完成整个调用过程。

用APDL 编写参数化建模分析命令流文件an-sys.dat

（此时没有给参数赋值），利用VB 创建可视