1、第二章第2节 二维静磁学 2 2 2 EMAG模拟的概念 模型边界条件有 磁通量垂直磁通量平行周期性对称 偶对称奇对称根据单元方程式施加边界条件矢量 2D或3D 标量 3D 基于单元边 3D 在第2章来讨论 简单励磁的平面模型 A A B B 线圈 象征性的 铁芯 空气 2 2 3 在2D静磁场 交流和瞬态分析中采用磁矢量势方法 MVP 此公式称为MVP 磁通量密度 B 等于矢量势 A 的旋度B Curl A 对于二维情况 A只有Z方向分量 在ANSYS中表示为 AZ 自由度模型有二种边界条件描述 Dirichlet条件 AZ约束 磁通量平行于模型边界Neumann条件 自然边界条件 磁通量垂
2、直于模型边界 2 2 4 沿A A通量平行边界条件需满足 模型中A A的左边和右边是相同的几何形状相同材料属性相同左边和右边励磁相位差180度 即方向相反 对称平面边界条件沿A A必须加约束 B B 1 2 对称模型 PoleFace A A Preproc loads apply boundary fluxpar l lines 2 2 5 半对称模型与全模型比较 磁通量密度是相同的线圈上Lorentz力是相同的贮能为1 2极面上力为1 2加载电流密度与全模型相同 线圈 象征性的 简单导磁体的半对称模型 2 2 6 沿B B磁通量垂直边条件需满足B B线上下两边如下参数是相同的几何形状材料性
3、质B B线上下两边励磁相同对称面 B B 边界条件2D磁矢量势 MVP 方式 无须处理加载电流与全模型相同 Quartersymmetrymodelofthesimplemagnetizer B B 2 2 7 1 4模型与全模型比较磁通密度分布相同贮能为1 4所示线圈上的Lorentz力1 2作用在极面上力为1 2 励磁体1 4对称模型 B B 2 2 8 单元plane13andplane53用于模拟2D磁场Plane13 4节点四边形耦合场自由度 温度 结构 磁电源为Z方向B为线性变化适用于 Plane13 变压器汇流排传感器线性或任意永磁系统 螺线管磁体 致动器 直线或旋转电机负载机械
4、机械力矩 2 2 9 plane53 8节点 四边形耦合场自由度 磁与电路单元耦合电流为Z方向B可为二次非线性变化通常情况下的推荐使用单元适用于精度要求较高的分析场量分析大型机械力矩 中节点 2 2 10 定义Plane13的单元类型和单元选项Preproc elementtype add edit delete选择ADD选择Plane13 用单元类型号给平面赋属性 选择OK 2 2 11 一旦定义单元类型 要选择单元选项单元选项控制 2D直流模拟为AZ自由度2D模拟型式轴对称平面点取单元选项 2 2 12 几何体型式 用于直流模拟 选择OK 用于定义平面属性的参考号 因为plane13用于耦
5、合场模拟 故该单元可以具有应力 应变结构选项 2 2 13 平面与轴对称比较端部效应平面 不包括轴对称 自动包括正向电流方向相反 线圈两种情况都是施加正向电流 铁板 磁流密度矢量显示 铁环 轴对称 Z电流方向进平面 平面 Z电流方向出平面 2 2 14 磁力线描述平面 AZ等值线轴对称 rAZ等值线 电枢 线圈 定子 平面或轴对称 平面或轴对称 2 2 15 力 能量 电感的描述平面 单位长度轴对称 整个圆周上的值力 轴对称 无有效径向力 相互平衡 单位弧度力不为零 曲度线圈 2 2 16 定义Plane53的单元类型和选项Preproc elementtype add edit delete选择Add选择8节点Plane53 增加单元类型号以给平面赋属性 选择OK 2 2 17 定义单元类型后选择单元选项单元选项控制 绞线圈电压加载选项 连接电路单元与有限元区 模拟运动体的自由度 包括交流分析 plane53单元模拟运动导体示图 选择OK 2 2 18 考虑速度效应时 要求增加输入信息在实常数中定义 选择单元选项后 定义实常数是很方便的Preproc realconstants 选择 2 2 19 平面属性要求实常数设置号 速度单位 米 秒角速度单位 弧度 秒 选择OK 平面属性要求赋予单元类型号数
