ANSYS Maxwell瞬态分析案例 下载本文

(5) 单击OK按钮

2. 选中Coil几何,依次单击菜单栏中的Maxwell 3D→Mesh Operations→Assign→On

Selection→Length Based命令,此时弹出Element Length Based Refinement对话框,在对话框中填入以下内容: (1) Name:Length2

(2) ?:Restrict Length Of Elements (3) ?:Restrict the Number of Elements (4) Maximum Number of Elements:1000 (5) 单击OK按钮 (七)求解计算

1. 依次选择菜单栏中Maxwell 3D→Analysis Setup→Add Solution Setup命令,此时弹出

Solution Setup对话框,在对话框中的Stop Time栏中输入20 ms,在Time Step栏中输入100 us,然后单击OK按钮。

2. 依次选择菜单栏中的Maxwell 3D→Validation Check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。

3. 依次选择Maxwell 3D→Analyze All命令,此时程序开始计算。

(八)图表显示(Results)

1. 依次选择菜单栏中的Maxwell 3D→Results→Create Transient Report→Rectangular Plot命

令,在弹出的Reports对话框中做如下设置: (1) 在Category中选择Winding

(2) 在Quantity中选择Input Current(Winding_A)选项 (3) 单击New Report按钮

(4) 显示电流随时间变化的曲线图

2. 依次选择菜单栏中的Maxwell 3D→Results→Create Transient Report→Rectangular Plot命

令,在弹出的Reports对话框中做如下设置: (1) 在Category中选择Winding

(2) 在Quantity中选择Input Voltage(Winding_A)选项 (3) 单击New Report按钮

(4) 显示输入电压随时间变化的曲线图 (九)设置外部激励电路 1. 添加电路设计

(1) 在Project manager中,选中“BE_Trans_Sources”右击,单击Copy (2) 在Project manager中,选中项目名右击,单击Paste,并重命名为“BE_Trans_Circuit” 2. 修改Winding设置

在Project Manager中展开Excitations,双击Winding_A,弹出Winding对话框,在对话框中设置:

(1) Name:Winding_A (2) Type:External

(3) Stranded:?Checked (4) Initial Current:0 A (5) 单击OK按钮 3. 创建外部电路

(1) 选择菜单栏中Maxwell 3D→Excitations→External Circuit→Edit External Circuit命

令,弹出Edit External Circuit对话框,在对话框中选择Edit Circuit,将启动Maxwell Circuit Editor窗口。

(2) 点击Project Manager下的Components子栏,右上角出现Component Manager栏 (3) 选择Maxwell Circuit Elements→Sources→Vsin命令,将Vsin元件拖到绘图区域,

按ESC键退出或右键Finish,双击组件以修改其属性,其中Va=100 V,VFreq=50 Hz

(4) 再添加一个Vsin元件,设置Va=100V,VFreq=1000 Hz

(5) 放置电阻,选择Maxwell Circuit Elements→Passive Elements→Res命令,将Res元

件拖到绘图区域,按ESC键退出或右键Finish,将电阻值改为25欧。

(6) 选择Maxwell Circuit Elements→Probes→Voltmeter命令,将Voltmeter元件拖到绘图

区域

(7) 连接各元件:Draw→Wire

(8) 放置参考地:Draw→Ground,连接Ground

(9) 导出电路的网络连接表

选择菜单栏中File→Save,将文件保存为:“WS5_Basic Transient_Circuit”, 选择菜单栏中Maxwell Circuit→Export Netlist命令,将文件保存为:“WS5_Basic

Transient_Circuit.sph”。

4. 在Maxwell 3D下设置外部激励

返回Maxwell窗口,在Edit External Circuit对话框,单击Cancel,然后单击Import Circuit,导入“WS5_Basic Transient_Circuit.sph”文件,单击OK按钮。 5. 依次选择Maxwell 3D→Analyze All命令,此时程序开始计算。

(十)电压和电流图表显示(Results)

以前的设计仍将存在,但是电压图没有参考,因为输入电压没有被应用,而是从电路中接收到。在Project manager中双击plot (1) 在Category中改变为Node Voltage (2) 在Quantity中改变为Node Voltage (3) 单击Apply Trace按钮

(4) 显示输入电压随时间变化的曲线图

3.Maxwell 3D:分析电机定子转子中的磁场和电流

计算如下图所示电机转子中的磁场分布,线圈激励采用脉冲波形。

(一)启动Maxwell并建立电磁分析

1. 在windows系统下执行“开始”→“所有程序”→ANSYS 15.0→Workbench 15.0命令,

启动ANSYS Workbench 15.0,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“rotational actuator”。 3. 双击Workbench平台左侧的Toolbox→Analysis Systems→Maxwell 3D此时在Project

Schematic中出现电磁分析流程图。

4. 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。

5. 选择菜单栏中Maxwell 3D→Solution Type命令,弹出Solution Type对话框

(1) Magnetic:Transient (2) 单击OK按钮

6. 依次单击Modeler→Units选项,弹出Set Model Units对话框,将单位设置成mm,并单

击OK按钮。 (二)建立几何模型 1. 创建定子外磁路

(1) 依次单击Draw→Cylinder命令

在绝对坐标栏中输入:X=0,Y=0,Z=0,并按Enter键;

在相对坐标栏中输入:dX=104.5,dY=0,dZ=25.4,并按Enter键 (2) 单击几何实体,左侧弹出属性对话框,在对话框中填入以下内容:

a. Name:Outer_arm b. Color:red

c. 其余保持默认值

(3) 选中Outer_arm几何,CTRL+C,CTRL+V,得到第2个圆柱模型

a. Name:Cylindertool b. Radius:83.1mm c. 其余保持默认值

(4) 选中Outer_arm和Cylindertool,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Blank Parts中选中Outer_arm实体 b. 在Tool Parts中选中Cylindertool实体 c. 单击OK按钮

2. 创建定子上的两磁极

(1) 依次单击Draw→Box命令,创建长方体

在绝对坐标栏中输入:X=-13.9,Y=0,Z=0,并按Enter键

在相对坐标栏中输入:dX=27.8,dY=-40,dZ=25.4,并按Enter键 (2) 选中该Box几何体,选择菜单栏中Edit→Arrange→Move命令

在绝对坐标栏中输入:X=0,Y=0,Z=0,并按Enter键

在相对坐标栏中输入:dX=0,dY=-45,dZ=0,并按Enter键 (3) 选择菜单栏中Edit→Duplicate→Mirror命令

在绝对坐标栏中输入:X=0,Y=0,Z=0,并按Enter键 在相对坐标栏中输入:dX=0,dY=1,dZ=0,并按Enter键

(4) 选中Outer_arm和2个Box模型,选择菜单栏中Modeler→Boolean→Unite命令 (5) 依次单击Draw→Cylinder命令,创建圆柱体

在绝对坐标栏中输入:X=0,Y=0,Z=0,并按Enter键

在相对坐标栏中输入:dX=53.75,dY=0,dZ=25.4,并按Enter键 (5) 选中Outer_arm和Cylinder1,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Blank Parts中选中Outer_arm实体 b. 在Tool Parts中选中Cylinder1实体 c. 单击OK按钮

3. 创建转子

(1) 依次单击Draw→Cylinder命令,创建圆柱体

在绝对坐标栏中输入:X=0,Y=0,Z=0,并按Enter键

在相对坐标栏中输入:dX=25.4,dY=0,dZ=25.4,并按Enter键 在属性对话框中Name:Shaft

(2) 依次单击Draw→Cylinder命令,创建圆柱体

在绝对坐标栏中输入:X=0,Y=0,Z=0,并按Enter键

在相对坐标栏中输入:dX=38.1,dY=0,dZ=25.4,并按Enter键 在属性对话框中Name:Inner_arm

(3) 选中Inner_arm和Shaft,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Blank Parts中选中Inner_arm实体 b. 在Tool Parts中选中Shaft实体 c. 单击OK按钮

4. 创建转子上的两磁极

(1) 依次单击Draw→Box命令,创建长方体

在绝对坐标栏中输入:X=-12.7,Y=0,Z=0,并按Enter键