ANSYSMaxwell涡流场分析案例Word格式文档下载.docx

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Padindividualdirections

（-100，-100，0）、（200，100，100）

（3）指定边界条件和源

1.按f键，选择Cond与Region的交界面，依次单击菜单中的Maxwell3D→Excitations→Assign→Current命令，在对话框中填入以下内容：

（1）Name:

SourceIn

（2）Value:

100A

（3）Palse:

120deg

（4）单击OK按钮

2.按f键，选择Cond与Region的另一个交界面，依次单击菜单中的Maxwell3D→Excitations→Assign→Current命令，在对话框中填入以下内容：

（5）Name:

（6）Value:

（7）Palse:

（8）按SwapDirection和OK按钮

（4）设置求解规则

1.依次选择菜单栏中Maxwell3D→AnalysisSetup→AddSolutionSetup命令，此时弹出SolutionSetup对话框，在对话框中设置：

（1）Maximumnumberofpasses（最大迭代次数）：

10

（2）PercentError（误差要求）:

1%

（3）RefinementperPass（每次迭代加密剖分单元比例）:

50%

（4）Solver>

AdaptiveFrequency（设置激励源的频率）:

60Hz

（5）单击OK按钮。

1.依次选择菜单栏中的Maxwell3D→ValidationCheck命令，此时弹出的对话框中，如果全部项目都有☞说明前处理操作没有问题；

如果有☞弹出，则需要重新检查模型；

如果有！

出现，则不会影响计算。

2.依次选择Maxwell3D→AnalyzeAll命令，此时程序开始计算。

（5）后处理

依次单击Maxwell3D>

Fields>

Calculator命令，弹出FieldsCalculator对话框

1）导体内的功率损耗（体积分）

方法一：

1．选择Input>

Quantity>

OhmicLoss

2．选择Input>

Geometry选择Volume，在列表中选择Cond，然后单击OK按钮

3．选择Scalar>

∫Integrate

4．选择Output>

Eval

5．得到Cond计算损耗约为5

方法二：

计算公式为

J，获得电流密度矢量J；

2．选择Push

3．选择General>

Complex：

Conj，求J的共轭；

4．选择Vector>

Mtal，出现MaterialOperation窗口；

5．选择Conductivity、Divide；

单击OK按钮

6．选择Vector>

Dot

7．选择General>

Real；

8．选择Input>

Number，设置为Type:

Scalar；

Value:

2；

单击OK

9．选择General>

/

10．选择Input>

11．选择Scalar>

12．选择Output>

13．得到Cond计算损耗约为5

2）沿着导体路径的电压降（线积分）

计算电压降的实部：

2．选择Vector>

3．选择Conductivity、Divide；

4．选择General>

5．选择Input>

Geometry选择Line，在列表中选择Line1，然后单击OK按钮

Tangent

7．选择Scalar>

8．选择Output>

9．得到电压降的实部分量为0.05V

计算电压降的虚部：

Imag；

9．得到电压降的实部分量为-0.0866V

理论计算电压降幅值为

3）安培定律（线积分）

计算磁场强度的实部分量沿着线line2的线积分

H；

2．选择General>

3．选择Input>

Geometry选择Line，在列表中选择Line2，然后单击OK按钮

5．选择Scalar>

6．选择Output>

7．出现86.58A

实际电流的实部是100×

sin120=86.58A

计算磁场强度的虚部分量沿着线line2的线积分

7．出现-49.98A

实际电流的虚部是100×

cos120=50A

计算相位

1．选择Exch和Rlup操作，确认计算器顶部为-49.98A，接下来是86.58A

2．选择Trig|Atan2，得到相位为120.000

4）计算磁通密度散度（体积分）

计算磁通密度的实部分量散度在aux上的体积分

B；

3．选择Vector>

Divg

4．选择Input>

Geometry选择Volume，在列表中选择aux，然后单击OK按钮

7．出现-9.68×

10-10A

计算磁通密度的虚部分量散度在aux上的体积分

7．出现1.68×

10-9A

5）磁通量的计算（面积分）

磁通量实部的计算

B

2．选择Vector:

Scal?

>

ScalarY

5．General>

Domain

6．选择Input>

Geometry选择Surface，在列表中选择XZ，然后单击OK按钮

9．出现5.06×

10-8Wb

9．出现-8.76×

磁通量的幅度为1.01×

10-7Wb，进而可以获得导体与积分表面边界构成的矩形环之间的互感为

在环内感应电压的幅度为

6）计算总电阻损耗（体积分）

----Maxwell_v16_3D_WS02_BasicEddyCurrentAnalysis

Geometry选择Volume，在列表中选择Disk，然后单击OK按钮

5．得到Disk计算损耗约为270.38W

7）计算磁通量

----06_1_maxwell_eddycurrent_Asymmetric_Conductor

Bz_real

ScalarZ

Smooth

注意:

在特斯拉（Tesla）的单位中，流量密度将默认显示。

如果您希望看到高斯单位的结果执行步骤5和步骤6，否则跳到第7步

10000；

6．General>

*

7．选择Add和指定名称为Bz_real

Bz_imag

9．选择Vector:

10．选择General>

11．选择General>

12．选择Input>

13．General>

14．选择Add和指定名称为Bz_imag

8）计算辐射功率

----06_2_maxwell_eddycurrent_Radiation_Boundary

E；

Conj；

Cross

5．选择General>

0.5；

8．选择Add和指定名称为Poynting

9）计算电流（面积分）

----07_1_maxwell_transient_reluctance_motor

J

Geometry选择Surface，在列表中选择Terminal_A1，然后单击OK按钮

4．选择Scalar>

150；

6．选择General>

7．选择Output>

8．单击Done

10）计算电流（面积分）

----05_3_maxwell_magnetostatic_reluctance_motor

Normal

5．选择Output>

6．出现通过线圈的电流，等于3750

7．单击Done

11）霍尔传感器流量密度作为时间的函数（面积分）

-----07_2_maxwell_transient_rotational_motion

Geometry选择Surface，在列表中选择Sensor，然后单击OK按钮

4．选择Undo

1；

7．选择Input>

8．选择Scalar>

9．General>

10．选择Add

11．指定名称为Bsensor

12．单击Done

12）通过线圈产生电流，作为时间的函数

----07_3_maxwell_transient_translational_motion

Geometry选择Surface，在列表中选择Coil_Terminal，单击OK按钮

5．选择Add

6．指定名称为It

2.Maxwell3D:

铜线圈涡流分析

（1）启动Workbench并保存

1.在windows系统下执行“开始”→“所有程序”→ANSYS15.0→Workbench15.0命令，启动ANSYSWorkbench15.0，进入主界面。

2.进入Workbench后，单击工具栏中的✍按钮，将文件保存名为“Eddycurrent”

（2）建立电磁分析

1.双击Workbench平台左侧的Toolbox→AnalysisSystems→Maxwell3D此时在ProjectSchematic中出现电磁分析流程图。

2.双击表A中的A2，进入Maxwell软件界面。

在Maxwell软件界面可以完成有限元分析的流程操作。

3.选择菜单栏中Maxwell3D→SolutionType命令，弹出SolutionType对话框，选择eddycurrent，并单击OK按钮。

4.依次单击Modeler→Units选项，弹出SetModelUnits对话框，将单位设置成mm，并单击OK按钮。

（3）建立几何模型和设置材料

1.创建铝板模型（stock）

（1）依次单击Draw→Box命令，创建长方体

X=-0，Y=0，Z=0，并按Enter键

dX=294，dY=294，dZ=19，并按Enter键

stock

（2）依次单击Draw→Box命令，创建长方体

X=18，Y=18，Z=0，并按Enter键

dX=126，dY=126，dZ=19，并按Enter键

hole

（3）选中stock和hole，依次选择菜单栏中Modeler→Boolean→Subtract命令，对几何进行减运算，此时弹出Subtract对话框

a.在BlankParts中选中stock实体

b.在ToolParts中选中hole实体

c.单击OK按钮

d.得到铝板模型如下：

（4）单击几何实体，使其处于加亮状态，此时左侧会弹出属性对话框，在Material栏中将Value展开选择Edit，选择Aluminum作为铝板的材料

2.创建线圈模型（coil）

X=119，Y=25，Z=49，并按Enter键

dX=150，dY=150，dZ=100，并按Enter键

coilhole

（2）按E键，将体选择改为边选择，选中coilhole模型的4个竖边，如下图所示。

（3）将所选边缘圆滑化，依次选择菜单栏中Modeler>

Fillet命令，Fillet参数设置：

FilletRadius:

25mm；

SetbackDistance:

0mm

（4）依次单击Draw→Box命令，创建长方体

X=94，Y=0，Z=49，并按Enter键

dX=200，dY=200，dZ=100，并按Enter键

coil

（5）按E键，将体选择改为边选择，选中coil模型的4个竖边，将所选边缘圆滑化，依次选择菜单栏中Modeler>

50mm；

（5）选中coil和coilhole模型，依次选择菜单栏中Modeler→Boolean→Subtract命令，对几何进行减运算，此时弹出Subtract对话框

e.在BlankParts中选中coil实体

f.在ToolParts中选中coilhole实体

g.单击OK按钮

h.得到coil模型如下：

（6）单击coil几何实体，使其处于加亮状态，此时左侧会弹出属性对话框，在Material栏中将Value展开选择Edit，选择copper作为线圈的材料。

3.创建相对坐标系

选择菜单栏中Modeler>

CoordinateSystem>

Create>

RelativeCS>

Offset命令，在绝对坐标栏中输入：

X=200，Y=100，Z=0，并按Enter键

4.设置激励电流加载面

（1）选中Coil几何，依次单击菜单中的Modeler→Surface→Section命令，在弹出的对话框中选择XZ并单击OK按钮，此时几何生成截面。

（2）保持截面处于加亮状态，依次单击菜单中的Modeler→Boolean→SeparateBodies命令，此时截面被分开。

（3）右击Terminal_Separate1命令，在弹出的快捷菜单中依次选择Edit→Delete命令。

（4）添加激励

3.在模型树种选中线圈的截面，依次单击菜单中的Maxwell3D→Excitations→Assign→Current命令，在对话框中填入以下内容：

（9）Name:

Current1

（10）Value:

2742A

（11）Stranded:

✍Checked

（12）单击OK按钮

4.设置涡流存在区域

依次单击菜单中的Maxwell3D>

Excitations>

SetEddyEffects命令，只勾选Stock：

✍EddyEffects，然后单击OK按钮。

（5）设置求解域

选择菜单栏中Draw→Region命令，在弹出的Region对话框中输入Value=300，并单击OK按钮。

（6）创建哑元Dummy

Dummy技术的优点：

只对所关心的局部区域进行加密剖分，提高该区域的计算精度，无需对整个区域进行加密，节约了计算资源。

1.将坐标系改为GlobalCS

X=-3，Y=68，Z=30，并按Enter键

dX=300，dY=8，dZ=8，并按Enter键

dummy

材料为真空

3.设置Dummy的剖分参数，选中Dummy模型，选择菜单栏中Maxwell>

MeshOperations>

Assign>

OnSelection>

LengthBased命令，此时弹出ElementLengthBasedRefinement对话框，在对话框中填入以下内容：

Length1

（2）☞：

RestrictLengthOfElements

（3）✍：

RestricttheNumberofElements

（4）MaximumNumberofElements:

1000

（5）单击OK按钮

4.选择菜单栏中Maxwell3D>

AnalysisSetup>

ApplyMeshOperations命令，开始划分网格。

（7）求解计算

2.依次选择菜单栏中Maxwell3D→AnalysisSetup→AddSolutionSetup命令，此时弹出SolutionSetup对话框，在对话框中设置：

（6）Maximumnumberofpasses（最大迭代次数）：

（7）PercentError（误差要求）:

2%

（8）RefinementperPass（每次迭代加密剖分单元比例）:

（9）Solver>

200Hz

（10）单击OK按钮。

3.依次选择菜单栏中的Maxwell3D→ValidationCheck