引言

ANSYS程序可以用來分析電磁場的各種問題，如電感、電容、磁通密度、渦流、電場分布、磁力線、力等。它可以有效地分析各種設(shè)備，如發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、電磁執(zhí)行器、開關(guān)等。

ANSYS程序提供了豐富的線性和非線性材料表達(dá)式，包括各向同性或正交各向異性線性磁導(dǎo)率、材料的B. H曲線和永磁體的退磁曲線。后處理功能允許用戶顯示磁力線、磁通密度和磁場強(qiáng)度并計(jì)算力、轉(zhuǎn)矩、源輸入能量、端電壓等參數(shù)。

1.電機(jī)中的電磁場大致可以分為：(1)氣隙磁場；(2)凸極同步電機(jī)極間漏磁或DC電機(jī)主極與換向極間漏磁；(3)油箱漏磁；(4)繞組端部的電磁場；(5)鐵芯中的磁場；(6)實(shí)心轉(zhuǎn)子中的電磁場等。根據(jù)是否隨時(shí)間變化，電機(jī)中的電磁場可分為：(1)恒定磁場；(2)時(shí)變電磁場。

2.電機(jī)中的電磁力：電機(jī)中的切向電磁力和電樞繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)形成的電磁轉(zhuǎn)矩是實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的兩個(gè)基本要素。電機(jī)的電磁力分為兩類：

磁場中載流導(dǎo)體所受的力。對(duì)于長度為的長直載流導(dǎo)體，其力為：

磁介質(zhì)在磁場中施加的力。如果介質(zhì)中有傳導(dǎo)電流，相應(yīng)的邊緣密度為

非鐵磁性介質(zhì)在磁場中的體積密度為

，總力密度為

當(dāng)計(jì)算電機(jī)中的磁場力時(shí)，通?？梢园?/p>

010-350002

忽略。

3.ANSYS程序中磁場分析的類型：

二維(三維)靜態(tài)磁場分析：分析直流電或永磁體產(chǎn)生的磁場。

二維(三維)諧波磁場分析：分析低頻交流電流或交流電壓產(chǎn)生的磁場。

二維(三維)瞬態(tài)磁場分析：分析隨時(shí)間任意變化的電流或外場產(chǎn)生的磁場。

4.電磁場的來源：電流、外部磁場和永磁體。

1)電磁場分析中需要計(jì)算的量：磁通密度、磁場強(qiáng)度、磁力和磁矩、阻抗、電感、能量損耗等。

2)電磁場單位：PLANE13、PLANE53、CIRCU124、SOLID96、SOLID97、PLANE121、INFIN9等。

3)電磁場分析的步驟：

創(chuàng)造物理環(huán)境；

建立模型，劃分網(wǎng)格，賦予特征；

添加邊界條件和載荷；

求解；

后處理(檢查計(jì)算結(jié)果)。

5.ANSYS如何完成電磁場分析計(jì)算：ANSYS以麥克斯韋方程組作為電磁場分析的出發(fā)點(diǎn)。有限元法計(jì)算的未知量(自由度)主要是磁勢(shì)或磁通，其他感興趣的物理量可以從這些自由度推導(dǎo)出來。根據(jù)用戶選擇的不同單元類型和單元選項(xiàng)，ANSYS計(jì)算的自由度可以是標(biāo)量磁勢(shì)、矢量磁勢(shì)或邊界通量。

6.什么是磁標(biāo)量位方法：對(duì)于大多數(shù)三維靜態(tài)分析，請(qǐng)盡量使用標(biāo)量位方法。該方法將電流源單獨(dú)作為一個(gè)圖元處理，不需要為其建立模型和劃分有限元網(wǎng)格。因?yàn)殡娏髟床槐厥怯邢拊W(wǎng)格模型的一部分，所以更容易建立模型。標(biāo)量位方法提供以下功能：

磚形(六面體)、楔形、金字塔形和四面體單元。

電流源以基本形式定義(線圈型、棒型、弧型)，可包括永磁體勵(lì)磁。

求解線性和非線性滲透率問題

可以使用節(jié)點(diǎn)耦合和約束方程。

另外，標(biāo)勢(shì)法中電流源的建模比較簡單，因?yàn)橛脩糁恍钁?yīng)用電流源元件(線圈型、棒型等)就可以模擬電流對(duì)磁場的貢獻(xiàn)。)在適當(dāng)?shù)奈恢谩?/p>

7.矢量位法中各節(jié)點(diǎn)的自由度比標(biāo)量位法多：因?yàn)樗赬、Y、Z方向分別有磁矢量位AX、AY、AZ。在負(fù)載電壓分析中

8.在矢勢(shì)法中，電流源(電流傳導(dǎo)區(qū))應(yīng)該是整個(gè)有限元模型的一部分。由于其節(jié)點(diǎn)自由度多，運(yùn)算速度比標(biāo)量位法慢。

9.棱單元法中的自由度與單元的棱邊有關(guān)，而與單元的節(jié)點(diǎn)無關(guān)。

9月18日，技術(shù)鄰居在杭州推出《基于Maxwell的磁熱、振動(dòng)噪聲多場耦合培訓(xùn)》。