ansysmaxwell瞬态分析案例 下载本文

(一)启动Workbench并保存 1. 在windows系统下执行“开始”→“所有程序”→ANSYS →Workbench 命令,启动ANSYS

Workbench ,进入主界面。

2. 进入Workbench后,单击工具栏中的按钮,将文件保存。

(二)建立电磁分析

1. 双击Workbench平台左侧的Toolbox→Analysis Systems→Maxwell 2D此时在Project

Schematic中出现电磁分析流程图。

2. 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。

3. 选择菜单栏中Maxwell 2D→Solution Type命令,弹出Solution Type对话框

(1) Geometry Mode:Cylinder about Z (2) Magnetic:Transient (3) 单击OK按钮

4. 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。 (三)建立几何模型和设置材料

1. 选择菜单栏中Draw→Rectangle 命令,创建长方形 在绝对坐标栏中输入:X=500,Y=0,Z=0,并按Enter键 在相对坐标栏中输入:dX=20,dY=0,dZ=500,并按Enter键 2. 选中长方形,选择菜单栏中Edit→Duplicate along line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=50,dY=0,dZ=0,并按Enter键

弹出Duplicate along line对话框,在对话框中Total Number:3,然后单击OK按钮。 3. 选中3个长方形右击,在快捷菜单中选择Assign Material命令,在材料库中选择

Aluminum,然后单击OK按钮。 (四)设置求解域

选择菜单栏中Draw→Region命令,在弹出的Region对话框中输入Value=500,并单击OK按钮。

(五)添加激励

1. 选中Rectangle1右击,在快捷菜单中选择Assign Excitations→Coil命令,弹出Coil

Excitations对话框,在对话框中填入以下内容: (1) Name:CoilTerminal1

(2) Number of Conductors:100 (3) 单击OK按钮

2. 选中Rectangle1右击,在快捷菜单中选择Assign Excitations→Add Winding命令,

弹出Winding对话框,在对话框中填入以下内容: (1) Name:Winding_A (2) Type:Current

(3) Stranded:Checked

(4) Current:50*sin(2*PI*50*Time) (5) 单击OK按钮

3. 在Project manager菜单下,右击Excitations→Winding1→Add Coils命令,选中

Rectangle1行,然后单击OK按钮。 4. 同样操作其余2个绕组

(1) Rectangle2:

Number of Conductors:90 Stranded:Checked

Current:54*sin(2*PI*50*Time) (2) Rectangle3:

Number of Conductors:80 Stranded:Checked

Current:58*sin(2*PI*50*Time)

5. 选择求解域的3个边界(除Z轴上的线外),依次单击菜单栏中的Maxwell 2D→

Boundaries →Assign→Ballon命令 (六)网格划分 1. 选中3个几何,依次单击菜单栏中的Maxwell 2D→Mesh Operations→Inside 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:Length1

(2) :Restrict Length Of Elements (3) Maximum Length of Elements:5mm

(4) :Restrict the Number of Elements (5) 单击OK按钮

2. 选中求解域,依次单击菜单栏中的Maxwell 2D→Mesh Operations→Assign→Inside

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:Length1

(2) :Restrict Length Of Elements (3) Maximum Length of Elements:50mm (4) :Restrict the Number of Elements (5) 单击OK按钮

3. 划分网格,依次单击菜单栏中的Maxwell 2D→Analysis Setup→Apply Mesh Operations

命令。

4. 显示网格,选中几何,依次单击菜单栏中的Maxwell 2D→Field→Plot Mesh命令,然

后单击OK按钮。

5. 单击工具栏中的(Solution data)图标,可以显示网格数量。

(七)求解计算

1. 依次选择菜单栏中Maxwell 2D→Analysis Setup→Add Solution Setup命令,此时弹

出Solution Setup对话框,在对话框中填入以下内容: (1) General:Stop Time:

Time Step:

(2) Save Field:Start:0s

Stop: Step:

点击Add to List

(3) 单击OK按钮

2. 依次选择菜单栏中的Maxwell 2D→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 2D→Analyze All命令,此时程序开始计算。

(八)云图显示(Fields)

1. 双击左下角Time=-1;任意选择时间节点,然后单击OK按钮。

2. 选中所有几何,依次选择菜单栏中的Maxwell 2D→Fields→Fields→A→Flux line命

令,显示磁力等值线图; 选中所有几何,依次选择菜单栏中的Maxwell 2D→Fields→Fields→H→H_Vector命令,显示磁矢量图;

选中所有几何,依次选择菜单栏中的Maxwell 2D→Fields→Fields→H→Mag_H命令,显示磁场分布图。 (九)图表显示(Results)

1. 依次选择菜单栏中的Maxwell 2D→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(Winding1)、Input Current(Winding2)、Input Current(Winding3)选项

(3) 单击New Report按钮

(4) 显示3个电流随时间变化的曲线图

2. 依次选择菜单栏中的Maxwell 2D→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Induced Voltage(Winding1)、Induced Voltage(Winding2)、Induced Voltage(Winding3)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

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

Stacked Report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(Winding1)、Input Current(Winding2)、Input Current(Winding3)选项

(3) 单击New Report按钮

(4) 显示3个电流随时间变化的曲线图

3D:基本瞬时源

(一)启动Workbench并保存 1. 在windows系统下执行“开始”→“所有程序”→ANSYS →Workbench 命令,启动ANSYS

Workbench ,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“BE_Trans_Sources” (二)建立电磁分析

1. 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。

2. 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。

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

Transient,并单击OK按钮。

4. 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。 (三)建立几何模型和设置材料

1. 选择菜单栏中Draw→Regular Polyhedron命令,创建正多面体

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=2,dY=2,dZ=20,并按Enter键。 2. 此时左上角会弹出Segment Number对话框

(1) Number of Segments:24 (2) 单击OK按钮

3. 单击几何实体,使其处于加亮状态,此时左侧会弹出属性对话框,在对话框中填入以下

内容:

(1) Name栏中将Value改成Core

(2) Material栏中将Value展开选择Edit,选择ferrite作为芯的材料 (3) 其余保持默认值

4. 选择菜单栏中Draw→Regular Polyhedron命令,创建正多面体

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=3,dY=3,dZ=20,并按Enter键。 5. 此时左上角会弹出Segment Number对话框

(1) Number of Segments:24 (2) 单击OK按钮

6. 单击几何实体,使其处于加亮状态,此时左侧会弹出属性对话框

(1) Name栏中将Value改成Core

(2) Material栏中将Value展开选择Edit,选择copper作为线圈的材料 (3) 其余保持默认值

7. 选中所有几何并单击工具栏中的按钮,对几何进行减运算,此时弹出Subtract对话框

(1) 在Blank Parts中选中Coil实体 (2) 在Tool Parts中选中Core实体

(3) :Clone tool objects before operation (4) 单击OK按钮

8. 选中Coil几何,依次单击菜单中的Modeler→Surface→Section命令,在弹出的对话

框中选择YZ并单击OK按钮,此时几何生成个截面,将结果表的名称为Terminal。 9. 保持截面处于加亮状态,依次单击菜单中的Modeler→Boolean→Separate Bodies命令,

此时截面被分开。

10. 右击Terminal_Separate1命令,在弹出的快捷菜单中依次选择Edit→Delete命令。 (四)添加激励

1. 选择菜单栏中Maxwell 3D→Design Datasets命令,弹出Datasets对话框,在对话框

中选择Add,此时弹出Add Datasets对话框,在对话框中填入以下内容: ? Name: DSet_A ? Coordinates:

(1) X1 = 0 Y1 = 0 (2) X2 = 250e-6 Y2 = 1 (3) X3 = 750e-6 Y3 = -1 s (4) X4 = 1e-3 Y4 = 0 ? 单击OK和Done按钮

2. 选择菜单栏中Maxwell 3D→Excitations→Add Winding命令,弹出Winding对话框,

在对话框中填入以下内容: (1) Name:Winding_A (2) Type:Voltage

(3) Stranded:Checked (4) Initial Current:0 A (5) Resistance:25 ohm (6) Inductance:0 H

(7) Voltage:50+25*sin(2*PI*50*Time)+5*pwl_periodic(DSet_A,Time) (8) 单击OK按钮

3. 在模型树种选中Terminal,依次单击菜单中的Maxwell 3D→Excitations→Assign→

Coil Terminal命令,弹出Current Excitation对话框,在对话框中填入以下内容: (1) Name:CoilTerminal1

(2) Number of Conductors:150 (3) 单击OK按钮 4. 在Project manager中展开Excitations,右击Coil Terminal1,在弹出的快捷菜单中

选择Add to Winding命令,此时会弹出Add to Winding对话框,选择Winding_A,然后单击OK按钮。 (五)设置求解域

选择菜单栏中Draw→Region命令,在弹出的Region对话框中输入Value=500,并单击OK按钮。

(六)网格划分

1. 选中Core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:Length1

(2) :Restrict Length Of Elements (3) :Restrict the Number of Elements (4) Maximum Number of Elements:1000