Ansys 电机电磁、震动和噪声分析流程ppt课件
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• 软件要求
• 本例中的电磁、震动和噪声的耦合分析,需要需要使用Maxwell V2014 、ANSYS Mechanical R15版本。
• 需要安装ANSYS Workbench ,并且Maxwell、 Mechanical都集成到Workbench 界面中。
• 需要安装并激活 Acoustics ACT 选项
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电机电磁、震动和噪声耦合分析流程
• 启动 Maxwell
• 导入 Maxwell 文件成功后,在 Workbench 的工作区会出现一个Maxwell Design。 • 启动 Maxwell
• 双击 Maxwell Design 上的 Maxwell 2D 标签,弹出 Maxwell 2D界面。
w 导入Maxwell Project 文件
w 用户可以在 Workbench 中启动 Maxwell 2D,并新建分析 project;也 可以在Workbench 导入已有的 Maxwell project 文件。本例采用后者。
•导入Maxwell 文件 •选择 Workbench 菜单 File > Import •将默认的文件类型改为 Maxwell Project File (*.mxwl) •浏览到 Maxwell 文件保存的路径 •选择文件 “Ex_MaxwellTransient_ Harmonic _Acoustic.mxwl”,并打开。
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电机电磁、震动和噪声耦合分析流程
• 网格剖分
• 在原有网格剖分的基础上,加密网格剖分 • 加密定子齿尖网格剖分
• 按住Ctrl 键,依次选择6个定子齿尖模型 • 点击菜单Maxwell 2D > Mesh Operations > Assign > OnSelection > Length
• 在Workbench中,Maxwell中计算的定子内表面径向和切向磁拉时域力密度分布, 作为激励源,耦合到Mechanical 中进行频域的谐响应分析;谐响应分析的结果, 作为激励耦合到ANSYS Mechanical ACT 中,作为噪声分析的激励。
• 本例目的在于展示电磁场、谐响应以及声场的耦合分析和数据传递流程,描述关 键步骤。如要查看具体操作,可查看ANSYS公司的其他相关培训教程。
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电机电磁、震动和噪声耦合分析流程
w 启动ANSYS Workbench
w 启动Workbench w 选择 Windows 开始菜单,点击 All Programes > ANSYS 15.0 > Workbench 15.0
w 确保Maxwell 2D、Harmonic Response 等求解器,显示在Workbench左侧的窗 口中,如右图。
• Maxwell 分析模型介绍
• 分析模型为 Prius 电机的二维分析模型。 • 瞬态分析模型的各项设置已经设置好。 • 如需要详细了解如何设置电机的瞬态分析模型,请查看其他相关培训文件。
定子铁心
转子 轴
Phase C Phase B
Phase A Phase C
磁钢
• Maxwell 模型修改
2. 点击,菜单 Edit > Copy 3. 点击,菜单 Edit > Paste 4. 在模型列表里面,会多出来一个物体 Stator1。 • 建一个辅助圆 1. 点击菜单 Draw > Circle ; 2. 在坐标输入区域,输入圆心的坐标点
• X:0 ; Y:0 ; Z:0 ;点击回车wk.baidu.com确定。 3. 在坐标输入区域,输入半径
• 为了精确分析定子齿部的径向电磁力,并将力密度的分布耦合到后续的谐响应分析中。 需要将定子齿部“分割”出来,并施加更细密的网格剖分。
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电机电磁、震动和噪声耦合分析流程
• 几何模型修改 • 修改选择模式 1. 选择菜单 Edit > Select > Objects ; 2. 或从键盘,点击快捷键 “O” 。 • 复制定子铁心 1. 用鼠标,在图形窗口点击定子铁心。
• dX:84 ; dY:0 ; dZ:0 ;点击回车键确定。 4. 在模型列表里面,会出现新部件 Circle3 。 • 建立定子齿尖部分模型 1. 按住Ctrl 键,先选择物体Stator1,再选择Circle3 2. 点击菜单, Modeler > Boolean > Intersect 3. 点击 OK 按钮 • 建立定子背板模型 1. 按住Ctrl 键,先选择物体Stator1,再选择Stator1 2. 点击菜单, Modeler > Boolean > Subtract 3. 在弹出的窗口中,选择Blank Parts:Stator1;Tool Parts: Stator1 4. 选择 Clone tool objects before subtracting: 5. 点击 OK 按钮 • 修改定子齿尖模型属性 1. 在模型列表选择物体Stator1,右键点击Properties 2. 在弹出的属性窗口中,将 Name 改成 ToothTips 3. 点击菜单 Modeler > Boolean > Separate Bodies
Based • 在弹出的 Element Length Based Refinement 窗口中,
1. 将 Name 改成 Length_ToothTips 2. Restrict length of Elements: 3. Maximum Length of Elements: 0.25 mm 4. 点击 OK • 改善曲线网格剖分 • 选中所有的物体( Ctrl + A) • 点击菜单 Maxwell 2D > Mesh Operations > Assign > Surface Approximation • 在弹出的 Surface Approximation 窗口中, 1. 将名字改成 SurfApprox_ToothTips 2. 设置 maximum surface deviation (length) 为 0.001 mm 3. 点击 OK
电机电磁、震动和噪声耦合分析流程
• 电机电磁、震动和噪声分析流程简介
• 本例将重点展示,如何在ANSYS Workbench平台下,电机的电磁、震动和噪声的 耦合分析流程。
• 本例以永磁同步电机模型为例。在Maxwell 2D中,利用该电机的1/8模型,计算定 子内表面径向和切向磁拉力;然后在ANSYS Mechanical中进行该电机三维定子的 谐响应分析;最后在ANSYS Mechanical ACT中进行三维声场分析。
• 本例中的电磁、震动和噪声的耦合分析,需要需要使用Maxwell V2014 、ANSYS Mechanical R15版本。
• 需要安装ANSYS Workbench ,并且Maxwell、 Mechanical都集成到Workbench 界面中。
• 需要安装并激活 Acoustics ACT 选项
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电机电磁、震动和噪声耦合分析流程
• 启动 Maxwell
• 导入 Maxwell 文件成功后,在 Workbench 的工作区会出现一个Maxwell Design。 • 启动 Maxwell
• 双击 Maxwell Design 上的 Maxwell 2D 标签,弹出 Maxwell 2D界面。
w 导入Maxwell Project 文件
w 用户可以在 Workbench 中启动 Maxwell 2D,并新建分析 project;也 可以在Workbench 导入已有的 Maxwell project 文件。本例采用后者。
•导入Maxwell 文件 •选择 Workbench 菜单 File > Import •将默认的文件类型改为 Maxwell Project File (*.mxwl) •浏览到 Maxwell 文件保存的路径 •选择文件 “Ex_MaxwellTransient_ Harmonic _Acoustic.mxwl”,并打开。
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电机电磁、震动和噪声耦合分析流程
• 网格剖分
• 在原有网格剖分的基础上,加密网格剖分 • 加密定子齿尖网格剖分
• 按住Ctrl 键,依次选择6个定子齿尖模型 • 点击菜单Maxwell 2D > Mesh Operations > Assign > OnSelection > Length
• 在Workbench中,Maxwell中计算的定子内表面径向和切向磁拉时域力密度分布, 作为激励源,耦合到Mechanical 中进行频域的谐响应分析;谐响应分析的结果, 作为激励耦合到ANSYS Mechanical ACT 中,作为噪声分析的激励。
• 本例目的在于展示电磁场、谐响应以及声场的耦合分析和数据传递流程,描述关 键步骤。如要查看具体操作,可查看ANSYS公司的其他相关培训教程。
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电机电磁、震动和噪声耦合分析流程
w 启动ANSYS Workbench
w 启动Workbench w 选择 Windows 开始菜单,点击 All Programes > ANSYS 15.0 > Workbench 15.0
w 确保Maxwell 2D、Harmonic Response 等求解器,显示在Workbench左侧的窗 口中,如右图。
• Maxwell 分析模型介绍
• 分析模型为 Prius 电机的二维分析模型。 • 瞬态分析模型的各项设置已经设置好。 • 如需要详细了解如何设置电机的瞬态分析模型,请查看其他相关培训文件。
定子铁心
转子 轴
Phase C Phase B
Phase A Phase C
磁钢
• Maxwell 模型修改
2. 点击,菜单 Edit > Copy 3. 点击,菜单 Edit > Paste 4. 在模型列表里面,会多出来一个物体 Stator1。 • 建一个辅助圆 1. 点击菜单 Draw > Circle ; 2. 在坐标输入区域,输入圆心的坐标点
• X:0 ; Y:0 ; Z:0 ;点击回车wk.baidu.com确定。 3. 在坐标输入区域,输入半径
• 为了精确分析定子齿部的径向电磁力,并将力密度的分布耦合到后续的谐响应分析中。 需要将定子齿部“分割”出来,并施加更细密的网格剖分。
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电机电磁、震动和噪声耦合分析流程
• 几何模型修改 • 修改选择模式 1. 选择菜单 Edit > Select > Objects ; 2. 或从键盘,点击快捷键 “O” 。 • 复制定子铁心 1. 用鼠标,在图形窗口点击定子铁心。
• dX:84 ; dY:0 ; dZ:0 ;点击回车键确定。 4. 在模型列表里面,会出现新部件 Circle3 。 • 建立定子齿尖部分模型 1. 按住Ctrl 键,先选择物体Stator1,再选择Circle3 2. 点击菜单, Modeler > Boolean > Intersect 3. 点击 OK 按钮 • 建立定子背板模型 1. 按住Ctrl 键,先选择物体Stator1,再选择Stator1 2. 点击菜单, Modeler > Boolean > Subtract 3. 在弹出的窗口中,选择Blank Parts:Stator1;Tool Parts: Stator1 4. 选择 Clone tool objects before subtracting: 5. 点击 OK 按钮 • 修改定子齿尖模型属性 1. 在模型列表选择物体Stator1,右键点击Properties 2. 在弹出的属性窗口中,将 Name 改成 ToothTips 3. 点击菜单 Modeler > Boolean > Separate Bodies
Based • 在弹出的 Element Length Based Refinement 窗口中,
1. 将 Name 改成 Length_ToothTips 2. Restrict length of Elements: 3. Maximum Length of Elements: 0.25 mm 4. 点击 OK • 改善曲线网格剖分 • 选中所有的物体( Ctrl + A) • 点击菜单 Maxwell 2D > Mesh Operations > Assign > Surface Approximation • 在弹出的 Surface Approximation 窗口中, 1. 将名字改成 SurfApprox_ToothTips 2. 设置 maximum surface deviation (length) 为 0.001 mm 3. 点击 OK
电机电磁、震动和噪声耦合分析流程
• 电机电磁、震动和噪声分析流程简介
• 本例将重点展示,如何在ANSYS Workbench平台下,电机的电磁、震动和噪声的 耦合分析流程。
• 本例以永磁同步电机模型为例。在Maxwell 2D中,利用该电机的1/8模型,计算定 子内表面径向和切向磁拉力;然后在ANSYS Mechanical中进行该电机三维定子的 谐响应分析;最后在ANSYS Mechanical ACT中进行三维声场分析。