些给删除;静磁场分析时,由于Ansoft中导入的模型有空洞等,因此设置边界条件时应当重新画一个边界包围全部的求解区域 Mag_B和Br之间的区别:
你得到的是气隙处MAG_B的曲线,MAG_B是指磁密幅值,磁密幅值都是正的。若你用场处理器计算气隙径向磁密Br,它显示的值就是正负交替的。
其气隙径向磁密利用的公式为:Br?Bxcos??Bysin? 式中Br径向磁密,Bx磁密的x轴分量,By磁密的y轴分量,?柱坐标角
关于Ansoft充磁问题:
永磁体的充磁方向是可以有两种方法:
1、直接在永磁体的材料中定义。选直角坐标系时譬如我要充磁45°就可以各给x:1,y:1这样就是平行充磁45°;若是径向充磁,选柱坐标 给R:1或 ?1 当有条形永磁体时,
选中永磁体,在左边的工程树中可以看到属性框,在属性框的Orientation 栏中,可以看到, 该条形永磁体是建立在Global 全局坐标中。
在材料设置中输入Hc (矫顽力)和Br (剩磁),上图中的数据为钕铁硼N40的参数。点击OK, 材料参数设置完毕。
当Material Coordinate System Type 选择Cartesian 坐标系时,可对x,y,z三个方向进行充磁。X Component 为1时,标示x轴充磁方向为N;为-1 时,充磁方向为S,依次类推。 当选择Cylindrical 坐标时,可对R方向和圆周方向充磁。R选择1 则R方向为N;为-1 则 R方向为S,依次类推。 2、建立局部坐标系,在材料里给x为1,y,z为0,然后通过给永磁体定义局部坐标就行了 。 在V12中 径向充磁直接在材料里 设成柱坐标 R=1 或R=?1 来实现,无论永磁体旋转与否,因为充磁方向始终指向原点或指离原点,所以都OK。
平行充磁,若是静磁场,就是永磁体不动,可以在材料里设置,当选直角坐标时x?1,y?1永磁体充磁方向就是45°。由于永磁体是不断旋转的,使用固定坐标系(CS)对其进行定向是不可能的。所以,我们有必要使用面坐标系,面坐标系是一种与物体的表面相关联的坐标系。当物体旋转时,面坐标系随之旋转。选中菜单栏3D Modeler > Coordinate System > Create > Face CS 或选中图标。(此时要选中平面才可以Edit > Select > Face然后创立平面坐标系) 所以平行充磁选择,x,y,z坐标系;而径向充磁则选柱坐标系。一般用局部坐标,就是所说的Face CS。
例子:如果对V 字形永磁体内面充成N,则需建立面局部坐标系(3D),2D 的只建立局部轴坐标系就行。
选中内侧面,点击快捷键创建面坐标系,点击面上的任意一点,再点击面得边界任意一点,则出现面坐标系如上图所示,这样我们对这个坐标系进行Z 轴方向充磁即可。
注意一点的是点击充磁的物体,在左边的工程树中查看属性框,要改变改物体的坐标系,即把Orientation 的Global 改成面坐标系FaceCS1 即可,那么当我们再材料设置中充磁的时候,Z 轴就认为是FaceCS1 的Z 轴。在旋转电机中更应该如此,对磁体充磁所建立的局部坐标系会跟随磁体的移动而移动,不会发生相对位置的改变。
在定义永磁体的磁化方向时,有两种方法。一种是定义相对坐标系:Relative CS。一种是定义面坐标系:Face CS。前者广泛适用,缺点是如果永磁体旋转,这个坐标系不会随永磁体旋转,从而造成结果错误。后者可以克服前者的缺点,因此对于永磁体在旋转的部分中,进行瞬态磁场分析时,特别好用。
但是,对于圆环形的磁铁,面坐标系就有局限性了。因为圆环形磁铁,即使在材料中定义了柱坐标系之后,还是要定义相对坐标系才可以,而且相对坐标系的中心要在圆环的中心,否则不对。无法使用面坐标系。
无法使用面坐标系的缺点就是使用相对坐标系的缺点——如果是瞬态带有旋转物体的分析,永磁体不能在旋转的部分里面。
空间以及时间谐波分量的查看:
电机分析时,常常需要关注空间波形如气隙磁密的谐波含量,以及时间波形如电压、电流和转矩波形中谐波含量。这里就不再赘述。时间波形FFT与空间波形FFT有所区别,下面我以电流波形为例,讲解时间波形FFT的分析及注意事项。当电机施加电压源时,电流波形如下图所示
从图中可以看到,由于迭代的原因,刚开始电流波形不稳定,直到170ms后波形才趋稳。如果采用和空间FFT一样的分析方法,那么所得结果就是错的。为此,可以采用两种方法,其一是将Ansoft后处理得到的波形数据导出,删除前面不稳定的数据,然后再导入到Ansoft进行FFT分析,这种方法比较简单,不再赘述。另外一种方法是直接采用频谱分析。具体操作如下
这里需要说明的是,之所以设置为175ms至195ms,是因为这个区间电流波形已经稳定,并且刚好是一个周期20ms。
Maxwell场计算器系列之1:求单点B,画单点B随时间变化
有些人还是找不到,在这里就特别重点强调一下在Ansoft12中做FFT的方法:这是最简单的,根本没有特殊操作。就是在Results上面右键,Create report,然后把Domain里面的Sweep改成Spectral即可。我之所以在多个帖子中讲最好用Simplorer是因为它比Maxwell的FFT方法多,而且更灵活,如果你觉得Maxwell里面的就可以,那自然好。
因为大家很多都用上了V12,我这里的步骤就按V12的写,大部分步骤在其他版本中类似:(如果想要命令脚本,修改以后多次运行,请使用tool里面的Record Script功能,修改脚本用记事本或写字板即可。)。 0. 画点
抬头看Maxwell最上面一行菜单栏,点Draw > point,可以用鼠标选择一点,或者在右下角输入坐标(直角坐标或者极坐标)。 1. 求单点B
1) 在Field Overlays上面用鼠标右键,最底下一个是Calculator,点这个打开场计算器窗口。 计算器下面有5个分类,分别是:Input、General、Scalar、Vector、Output,为了让大家不晕菜,用到哪个讲哪个。
2) 依次点Input类别里面的Quantity,然后B
3) 依次点Input类别里面的Geometry,然后point,然后选择刚画的那个点,OK 4) 点Output类别里面的Value 5) 点Output类别里面的Eval
就可以看到B的结果了,对于2维来说,结果是
2. 画单点B随时间变化
在Field Overlays上面用鼠标右键,最底下一个是Calculator,点这个打开场计算器窗口。 如果像上面那样一次求出B在x、y、z三个方向上的值,这时画图就不知道画哪个,所以你要告诉Maxwell画哪个方向上的B或者是B的标量值(三个方向的值平方和,开方) 第一步:先在计算器中进行操作。
1) 在左边的Field Overlays上面用鼠标右键,最底下一个是Calculator,点这个打开场计算器窗口。计算器下面有5个分类,分别是:Input、General、Scalar(标量)、Vector(矢量)、Output,为了让大家不晕菜,用到哪个讲哪个。 2) 依次点Input类别里面的Quantity,然后B 3) i)如果想画出B的分量和时间的关系,依次点Vector类别里面的Scal >ScalarX或者ScalarY或者ScalarZ ii)如果想画出B的值和时间的关系,点Vector类别里面的Mag
4) 依次点Input类别里面的Geometry,然后point,然后选择刚画的那个点,OK 5) 点Output类别里面的Value
6) 点\按钮,弹出Name expression窗口 7) 在Name后面输入一个名字(英文),比如说我输入BrpointOK后Name expression窗口消失。 8) 点Done,结束计算器的操作。 第二步,在计算器外操作。
1) 在左边的Results上右键,选择Create field report,然后Rectangular report 2) 在Category中选择\,在Quantity中选择\Brpoint\3) 点 \按钮 4) 点\按钮 就看到了图。
Maxwell场计算器系列之2:求气隙上的B,并做FFT
第一步:画一个气隙上的弧,默认名称为Polyline1,不用修改。做Br(见附步骤1)以后,就可以画出NormalizedDistance作为x轴,Br作为y轴的二维图(见附步骤2)。
第二步:现在画出的图中,x轴是归一化的位置(0到1),换算成时间(见附步骤3),再做FFT。你可以用别的软件来算,但是我觉得Simplorer最容易、灵活。 附步骤1:将垂直于气隙弧的B定义为变量Br
1)Field Overlays右键,Calculator。
2)Quantity > B(选择磁密矢量),Geometry > Line> Polyline1(所划线) 3)Vector > Unit Vector > Normal(求取圆弧的径向分量,法线方向) 4)Vector > Dot(求取圆弧上B的径向分量 5)点Add按钮,取名为Br
6)点Done按钮,完成。 附步骤2:
1)在Results上右键,Create Fields Report,Rectangular report 2)在Geometry里面选择polyline1
3)在X后面的下拉菜单中选择NormalizedDistance 4)依次选择Category > Calculator Expressions > Br
5)点New Report,Close 附步骤3:
根据机械转速和转子转过的位置算出时间。
做出FFT之后请验证,基频是否为与转速对应的频率,如果不是,请做相应调整。
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