05 Ansys电磁场分析经典教程——【ANSYS电磁分析资料】
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第三章 二维谐波和瞬态分析 第1节…………………………………………………………………………….…. 第2节…………………………………………………………………...…………..
第四章 三维电磁场分析 第1节…………………………………………………………………………...….… 第2节…………………………………………………………………….……….... 第3节………………………………………………………………….…..…….…. 第4节………………………………………………………………….……...……. 第5节…………………………………………………………………….…...…….
• 选择OK
1-11
• 定义所有物理区的单元类型为 PLANE53 • Preprocessor>Element type>Add/Edit/Delete • 选择 Add • 选择磁矢量和8节点53号单元 • 选择 OK
1-12
• 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
衔铁 线圈
锭子
实体模型
1-5
• 建实体模型 • 给模型赋予属性以模拟物理
区 • 赋予边界条件 • 线圈激励 • 外部边界 • 开放边界 • 实体模型划分网格 • 加补充约束条件（如果有必
要） • 周期性边界条件 • 连接不同网格
有限元网格
1-6
• 进行模拟 • 观察结果 • 某指定时刻 • 整个时间历程 • 后处理 • 磁力线 •力 • 力矩 • 损耗 • MMF（磁动势） • 电感 • 特定需要
• 1-4
• 2.11
• 2.21
• 2.31
• 2.41
• 2.51
• 3.11
• 3.21
1-1
第一章
教程综述
1-2
• ANSYS/EMAG能用于模拟工业电磁 装置
• 电磁装置当然是3维，但可简化 为2 维模型 。
• 模拟可考虑为： • 稳态 • 交流（谐波） • 时变瞬态 • 阶跃电压 • PWM(脉宽调制） • （Pulse Width Modulation) • 任意
1-13
• 定义材料
•
Preprocessor>Material Props>Isotropic
• 定义空气为1号材料(MURX = 1)
• 选择OK
• 选择 Apply (自动循环地定义下一个材料号）
1-14
• 定义衔铁为2号材料
• 选择OK
• 选择 Apply (自动循环地选择下一个材料号）
1-3
• 利用轴对称衔铁和平面定子设 计致动器的一个实例
• 衔铁旋转 • 衔铁气隙可变化 • 完整模型由2个独立部件组成 • 衔铁模块 • 定子模块
执行: solen3d.avi看动画
1-4
模拟过程概述
• 利用如下方式观察装置 • 2D与3D • 平面与轴对称 • 利用轴对称平面简化模型 • 定义物理区域 • 空气，铁，永磁体等等 • 绞线圈，块导体 • 短路，开路 • 为每个物理区定义材料 • 导磁率（常数或非线性） • 电阻率 • 矫顽磁力，剩余磁感应
这种操作后，原先平面被删除， 而新的平面被重新编号
1-19
• 这些平面要求与物理区和材料联系起来
•
Preprocessor>-Attributes-Define>Picked Areas
• 用鼠标点取衔铁平面
• 选择OK (在选取框内）
• 材料号窗口输入2
对于没有明确定义属性的 面，其属性缺省为1
• 选择 OK
1-20
• 这些平面要求与物理区和材料联系起来 • Preprocessor>-Attributes-Define>Picked Areas • 选取线圈平面 • （在选择对话框里）点取OK • 材料号窗口输入3
• 点 OK
1-21
• 加通量平行边界条件
•
Preprocessor>loads>apply>-magnetic-boundary-flux-par’l
• 选择 Apply
1-17
• 建立空气面
• 选择 OK 衔铁
到了这步，建立了全部平 面，但它们还没有连接起 来.
线圈
1-18
• 用Overlap迫使全部平面连接在一起 • PreprocessoBaidu Nhomakorabea>Operate> Overlap>Areas • 按Pick All
现在这些平面被连接了，因此当 生成单元时，各区域将共享区域 边界上节点
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
1-10
• 设置预选过滤掉其它应用的菜单 • Main menu>preferences
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. • 空气区:自由空间 (μr = 1) .
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
1-15
• 定义线圈为3号材料 (自由空间导磁率，MURX=1)
• 选择 OK
• 选择 OK (退出材料数据输入菜单）
1-16
• 建立衔铁面 • Preprocessor>Create>Rectangle>By Dimensions
• 选择Apply (重复显示和输入) • 建立线圈面
利用TAB 键移动输 入窗口
目录
第一章 电磁场仿真简介……………………………………….... …….... …….... …….... ……....
第二章 二维静态分析 第1节……………………………………………………………………………..… 第2节……………………………………………………………….……….……… 第3节…………………………………………………………………….….……… 第4节…………………………………………………………………………..…… 第5节……………………………………………………………………………..…
第四章 三维电磁场分析 第1节…………………………………………………………………………...….… 第2节…………………………………………………………………….……….... 第3节………………………………………………………………….…..…….…. 第4节………………………………………………………………….……...……. 第5节…………………………………………………………………….…...…….
• 选择OK
1-11
• 定义所有物理区的单元类型为 PLANE53 • Preprocessor>Element type>Add/Edit/Delete • 选择 Add • 选择磁矢量和8节点53号单元 • 选择 OK
1-12
• 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
衔铁 线圈
锭子
实体模型
1-5
• 建实体模型 • 给模型赋予属性以模拟物理
区 • 赋予边界条件 • 线圈激励 • 外部边界 • 开放边界 • 实体模型划分网格 • 加补充约束条件（如果有必
要） • 周期性边界条件 • 连接不同网格
有限元网格
1-6
• 进行模拟 • 观察结果 • 某指定时刻 • 整个时间历程 • 后处理 • 磁力线 •力 • 力矩 • 损耗 • MMF（磁动势） • 电感 • 特定需要
• 1-4
• 2.11
• 2.21
• 2.31
• 2.41
• 2.51
• 3.11
• 3.21
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第一章
教程综述
1-2
• ANSYS/EMAG能用于模拟工业电磁 装置
• 电磁装置当然是3维，但可简化 为2 维模型 。
• 模拟可考虑为： • 稳态 • 交流（谐波） • 时变瞬态 • 阶跃电压 • PWM(脉宽调制） • （Pulse Width Modulation) • 任意
1-13
• 定义材料
•
Preprocessor>Material Props>Isotropic
• 定义空气为1号材料(MURX = 1)
• 选择OK
• 选择 Apply (自动循环地定义下一个材料号）
1-14
• 定义衔铁为2号材料
• 选择OK
• 选择 Apply (自动循环地选择下一个材料号）
1-3
• 利用轴对称衔铁和平面定子设 计致动器的一个实例
• 衔铁旋转 • 衔铁气隙可变化 • 完整模型由2个独立部件组成 • 衔铁模块 • 定子模块
执行: solen3d.avi看动画
1-4
模拟过程概述
• 利用如下方式观察装置 • 2D与3D • 平面与轴对称 • 利用轴对称平面简化模型 • 定义物理区域 • 空气，铁，永磁体等等 • 绞线圈，块导体 • 短路，开路 • 为每个物理区定义材料 • 导磁率（常数或非线性） • 电阻率 • 矫顽磁力，剩余磁感应
这种操作后，原先平面被删除， 而新的平面被重新编号
1-19
• 这些平面要求与物理区和材料联系起来
•
Preprocessor>-Attributes-Define>Picked Areas
• 用鼠标点取衔铁平面
• 选择OK (在选取框内）
• 材料号窗口输入2
对于没有明确定义属性的 面，其属性缺省为1
• 选择 OK
1-20
• 这些平面要求与物理区和材料联系起来 • Preprocessor>-Attributes-Define>Picked Areas • 选取线圈平面 • （在选择对话框里）点取OK • 材料号窗口输入3
• 点 OK
1-21
• 加通量平行边界条件
•
Preprocessor>loads>apply>-magnetic-boundary-flux-par’l
• 选择 Apply
1-17
• 建立空气面
• 选择 OK 衔铁
到了这步，建立了全部平 面，但它们还没有连接起 来.
线圈
1-18
• 用Overlap迫使全部平面连接在一起 • PreprocessoBaidu Nhomakorabea>Operate> Overlap>Areas • 按Pick All
现在这些平面被连接了，因此当 生成单元时，各区域将共享区域 边界上节点
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
1-10
• 设置预选过滤掉其它应用的菜单 • Main menu>preferences
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. • 空气区:自由空间 (μr = 1) .
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
1-15
• 定义线圈为3号材料 (自由空间导磁率，MURX=1)
• 选择 OK
• 选择 OK (退出材料数据输入菜单）
1-16
• 建立衔铁面 • Preprocessor>Create>Rectangle>By Dimensions
• 选择Apply (重复显示和输入) • 建立线圈面
利用TAB 键移动输 入窗口
目录
第一章 电磁场仿真简介……………………………………….... …….... …….... …….... ……....
第二章 二维静态分析 第1节……………………………………………………………………………..… 第2节……………………………………………………………….……….……… 第3节…………………………………………………………………….….……… 第4节…………………………………………………………………………..…… 第5节……………………………………………………………………………..…