文档介绍：低频电磁场有限元分析（ANSYS）
孙岩桦 副教授
M&ISI, School of ME
Xi'an Jiaotong Univ.
Xi'an, Shaanxi, . China, 710049
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导体运动时区域的空间位置和属性不发生变化，典型应用：
实心转子感应电机
直线感应电机
涡流刹车系统
磁轴承
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运动导体分析时所用实常数
VELOX, VELOY：全局笛卡尔坐标系中速度分量Z
OMEGAZ：旋转角速度,单位：Hz
XLOC,YLOC：旋转轴在全局笛卡尔坐标系中位置
分析时计算精度受集肤效应影响，与下面因素有关：
网格剖分的精细程度
相对磁导率
电导率
速度
可以用磁雷诺数来衡量（）：
磁导率
运动速度
电阻率
沿运动方向特征长度
Date
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7）不同网格边界
自由度：AZ
接触单元： TARGE169, CONTA171, CONTA172, CONTA175
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ANSYS 材料库中预定义了如下材料的属性：
如果同一材料同时给定B-H曲线和ur，那么使用ur
可以指定各向异性相对磁导率，MURX,MURY,MURZ
可以同时用ur和B-H曲线指定各方向磁导率，若ur=0,则使用B-H曲线
mp,murx,2,1000
mp,mury,2,0! read B-H curve for material 2
mp,murz,2,1000
§ 常用材料属性
材料
特性
材料属性文件名
铜
电阻率/温度曲线，ur
M3钢
B-H曲线
M54钢
B-H曲线
SA1010钢
B-H曲线
硅钢
B-H曲线
钴钢
B-H曲线
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设置分析环境(/prep7)：
建立分析模型、剖分网格并给每个区域设定属性参数
施加边界条件和载荷（或激励）
求解
后处理（/post1）
§ 分析步骤
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1）边界条件和载荷
a）边界条件
磁通垂直（缺省）：
磁通平行: AZ=0
远场:INFIN9,INFIN110
周期性:
外部场:直接给定节点AZ值
b）激励
源电流密度（JS）：BFE, BFA
电压降（VLTG）： BFE, BFA
c）标记（FLAG）
力标记：FMAGBC宏可以直接给物体上施加麦克斯韦应力和虚位移表面标记，以识别需要计算电磁力和力矩的物体。
无限大表面：用来表示指向无限大开区域的单元
d）其它
线电流（CSGX）
麦克斯韦表面：在包围铁磁体的空气单元上施加
磁虚位移：在和空气接触的铁磁体边界节点上施加
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2） 分析选项
a）分析类型：ANTYPE,STATIC
b）求解算法
Sparse
Frontal solver(缺省)
Jacobi Conjugate Gradient(JCG) solver
JCG out-of-memory solver
Incomplete Cholesky Conjugate Gradient(ICCG) solver
Preconditioned Conjugate Gradient solver (PCG)
PCG out-of-memory solver
c）注意事项
一般采用Sparse或Frontal solver
模型很大是，可以采用JCG或PCG solver
如果是电压激励或包含速度效应时，只能用sparse,frontal, JCG,ICCG solver
电路激励时，只能用Sparse或Frontal solver
Date
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3） 后处理
基本结果：
节点电磁自由度 (AZ, CURR)
间接结果：
节点磁密 (BX, BY, BSUM)
节点磁场强度 (HX, HY, HSUM)
节点电磁力 (FMAG: X, Y分量, SUM)
节点感生线电流 (CSGZ)
单元源电流密度 (JSZ)
单位体积焦耳热 (JHEAT)
... 等.
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结果显示：
磁力线：等AZ线
等高线
向量图
电磁力、力矩：
电参数：
线圈电阻
电感
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其它宏：
CURR2D ：calculates current flow i