Ansoft学习笔记(2)

左侧的 Geometry 项中点击下拉按钮，选择 Polyline1即刚生成的考察路径，在中部的 X 坐标栏中，点击下拉按钮，选择 Normalized（标准化） Distance 项。在中下方的场量中选择 Mag_B 即磁密 B 的模作为考察对象，在所有都设置完 毕后，点击 New Report按钮生成新的曲线图。 b生成表格

点击菜单上的 Maxwell 2D/Results/Creat Fields Report/Data Table项，仍按上面的设置方法，可以得到一组表格。 （3）场计算器的应用

在 Maxwell 2D后处理中已经包含了一些基本的场量，但仍难以满足用户的所有需求，如求取径向磁密分布。

点击菜单栏上的 Maxwell 2D/Fields/Calculator项，会弹出如下图的场计算器。

点击场计算器的 Input 项下 Quantity 按钮，在下拉菜单里选择磁密 B，再在 Vector 项下点击 Unit Vector 按钮，在下拉菜单里 Normal，其操作结果都会显示在场计算器的中部。输入两个变量后，再点击 Ve ctor项下的 Dot 做点乘运算。两个矢量运算后变为一个标量，点击Add 按钮并将其命名为 Br，点击 OK确定。然后仿照 （2）的显示某个路径上场量的方法， 显示出事先定义的路径上的径向磁密Br。

然后仿照 （2）的显示某个路径上场量的方法， 显示出事先定义的路径上的径向磁密Br。 Ansoft仿真步骤：

指定求解器类型（Solution type）、创建几何模型并指定材料属性（Draw Model & Materials）、

添加求解选项并验证模型（Add Solution Setup/Validate）、网格剖分、求解（Analyze All）、后处理绘制场量图和去数据（Result & Field Overlays） 对于激励源的设置最只要的设置一个回路，否则无法得到正确的结果。在回路中加电源的位置建立一个截面，在截面上加载就可以了，注意截面为平面而非曲面。 可以设置求解力、力矩、电感、Core loss的部分（先选取组件名然后选中组件中包含的导体） 静态场分析：

? 静态场：磁场不随时间变化。

? 包括：1.稳恒电流产生的磁场 2.外加静磁场产生的磁场3.匀速移动的导体产生的磁场

4.永磁体产生的磁场

? 分析什么？（磁场力，转矩，磁力线分布） 建模过程中的注意事项： ? 物体必须封闭。

? 物体之间可以完全包含，不可以交叉。 ? 物体边的分段数不可太低。

? 尽量避免过尖锐的物体，必要时要做钝化处理。

? 应用布尔运算后，原物体并不被删除，而是被指定为Non Model，物体处于隐藏状态。 建模基本操作

?选择Model/Drawing Plane命令，设置模型的绘制平面。选项中包括XY Plane和RZ Plane. ?选择Model/Drawing Size重新定义模型区域的大小。 ?选择Model/Drawing Units来定义模型所用的单位。

?创建模型。建议通过画直线和圆弧来完成场域边界的建立。

?需要的时候，利用Edit,Reshape和Arrange菜单命令修改你所建立的模型。 ?保存所建立的模型，退出模型绘制面板。 绕组注意事项： 连接要正确

尽量用不同颜色标明 同相分组

设定模型材料属性（Setup Materials）：

? 选中物体，从材料库中选择所需材料，点击―Assign‖。 ? 添加新材料

? 材料的属性也可以用函数来赋值 设定边界条件及激励源： ? 静态场激励源为电流源

? 暂态场激励源为电流源、电压源以及外接电路 网格剖分：

系统自带的网格剖分设置，共有三个大项，分别是：On Selection、Inside Selection 和Surface Approximation，其各自的意义为对于物体边界内指定剖分规则、对物体内部指定剖分规则和对物体表层指定剖分规则 RMxprt与2D/3D的耦合：

? AnsoftV14 版本可以将RMxprt 模型采用一键式直接导入到2D 界面中，自动完成几何

模型绘制、材料定义、激励源添加、边界条件给定、网格剖分和求解参数设置等前处理项，用户只需要简单进行求解和后处理即可。但这种一键式导入方式仅限于2D 的瞬态场，若要进行其它场分析需要用户自己更改设置。

? RMxprt 模块计算后的模型也可以直接导入至Maxwell3D 三维电磁场计算模块中，其导

入的方法与导入至Maxwell2D 模块相类似，但也有区别导入Maxwell3D 模块后软件并不自动给出激励源、边界条件和网格剖分等设置，仅仅是提供了电机的几何模型和各部分材料，对于其余的前处理工作仍需要自行设置完成

激励添加的注意事项：

? 在进行静磁场计算时，激励源是以电流形式给出的。这时候我们不需要建立每匝线圈的

模型，因此我们只需要输入每相总的电流就行了。匝数和电气拓扑结构只在进行电感计算时考虑。

? Ansoft静态电感矩阵的计算时基于特定激磁，导体包围区域的线性磁导条件下计算的，

电感矩阵的计算是对于完整闭合的绕组的，因此要去顶每个绕组的回路关系

? 电感计算：激励源的设置与绕组排列无关。考虑电感时，需要输入线圈的匝数以及线圈

是如何电气连接的。

? 瞬态计算与静磁场计算表现不同：没有自适应的网格剖分。因为在每步瞬态计算时几何

形状都不同，很明显Maxwell不会在每步计算时都响应地重做网格剖分，在动态分析中，将所有的转子位置进行一次尽可能合力的网格剖分。激励源设置不同：在静磁场计算中，仅关注流入导体的总电流，而在瞬态计算中，由于电流时任意的时间函数，我们使用绞线导体（需要明确每个绕组的准确导体数）我们需要创建专用的线圈和绕组。 ? 线圈的设置：Maxwell 2D/Excitations/Assign/Coil(设置正负线圈以及导体数)

? 绕组的设置：Maxwell 2D/Excitations/Add Winding(绕组名称等)。然后向绕组中添加线圈 ? 完成各个槽中绕组设置，在世界电机计算中我们关心的并不是每个槽绕组的参数量，而

是电机每相绕组端的参量，因此需要将属于每一项的槽绕组归属于同一相。然后进行绕组设置

静态场中添加激励时由于三相对称绕组，B、C相电流相位落后A相电流相位120度和240度，值是其的一半。设三相对称电流为：

?iA?Imcos(?1*t??)??iB?Imcos(?1*t???2*pi/3) ?i?Icos(?*t???2*pi/3)m1?C永磁电机求解内容：

永磁体单独作用时：转矩求解（永磁体和转子之间），绘制磁通密度分布图， 通入电流作用时：电感计算，转矩值，

瞬态磁场求解时设置面域的注意事项： 在进行静磁场与涡流场分析时，由于不需要考虑电机转子区域的瞬时旋转运动，因此只建立一个包含整个电机求解域的外层面域即可，而进行瞬态分析时，则需要将运动部分与静止部分分离，因此需要建立一个包含整个电机转子求解域的内层面域。

Band模型将用于将静止物体和运动物体分开，Band不允许与几何模型交叉，Band允许自身滑动，但不能妨碍其他物体。运动部件（转子和永磁体）需要包围在空气部件（Band）中，这样可以把运动部件和项目中固定的部分隔离开。设置Band部件时遵循的规则①Band不需比任何方向的转动部件（边界线除外）稍大②Band应该是一个具有圆弧边界的扇形③强烈建议设置一个空气部件把所有运动部件包含在Band中，这将有利于沿气隙的网格剖分。

Band_in这个操作是把部件的大小调整为紧紧覆盖住转子及永磁体(与转子的外径相差0.2mm）

Rotor2: 转子靠近气隙并包围永磁体的部分被设计为高度饱和，在这些区域的网格密度要求高些，在转子内创建了一些部件，然后进行针对这些部件的网格剖分设置来在永磁体槽周围获得精细的网格剖分。(完全包含在转子中因此材料属性与转子相同，不需要进行布尔操作) Band_out是对气隙中的网格进行精细的剖分，在其中添加足够的分层。可以增加分段数，降低每一段的跨度以降低网格剖分带来的误差。（网格剖分变小）

静态场中观察不同时刻的磁场图：

绕组电流时定义时间变量t：Maxwell 2D/design properties 的表达式，注意在瞬态场中系统默认的时间和静态场中所定义的t是不同的。

在Optimetric下Parametricsetup1，右击Properties（Option下的save fields and mesh选项要打勾）。瞬态场中analysis setup中设定好起始和终止时间、步长等，求解之后选择观察场图，然后右击B-Vector选animate选择不同系统时间即可观察不同时刻场图。

Ansoft参数化设计：

在建参数变量时有两种变量：1、Project Variables。相当于全局变量；2、local Variables。相当于局部变量； Project Variables能在一个project下各个2D、3D、RMxprt下用，设置在Design Properties下建立；

local Variables则只能在一个project下的某一个模型下用。设置在design properties下建立；

论坛里总是有人一直问Ansoft的参数化有关的问题。本人在学习Ansoft参数化的时候也花了好长一段时间，一直纠结于这里问题。通过翻论坛里之前的帖子。慢慢学会了一些。发现论坛里这个参数化的例子的精华帖还是比较少。所以本人就参数化的帖子和自己已知的一些知识与大家分享。不足的地方请大家指教。欢迎大家来讨论，增进所学。谢谢！

在建参数变量时有两种变量：1、Project Variables。相当于全局变量；2、local Variables。相当于局部变量；

Project Variables能在一个project下各个2D、3D、RMxprt下用，设置在Design Properties下建立；

local Variables则只能在一个project下的某一个模型下用。设置在design properties下建立；

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