双凸极结构的电机ppt课件

1、 建立子目录 c:ansys56novice 程序ANSYS 5.6Interactive 点击Run 键入 Main Menu: Utility Menu:可以看到jobname在Utility Menu上显示出来 ANSYS InputANSYS Toolbar学习ANSYS自带的例子，一个直流制动器的电磁场分析可以经过：的第二章 第一节 虽然分析的不是电机，这个简单的例子可以使他了解ANSYS的分析流程。简言之：前处置，求解，后处置。一切的分析都是遵照这个过程，所不同的是前处置睬因实践问题而不同，比这个例子要复杂得多。经过本例，他也可以熟习未来要多次运用的菜单。有一句话，磨刀不误砍柴功。

2、也可以经过联机协助：Utility MenuHelpANSYS Tutorials点击ANSYS Tutorials点击Tutorial List点击题为Emag的图或者点击右边的Magnetic Analysis of a Solenoid Actuator)如今我们来分析一个双凸极构造的电机构造如图：定子6齿，转子4齿代表绕组定子转子 对直流制动器做电磁场分析时，采用的是线性模型。本例采用非线性模型，用磁化曲线来描画铁磁资料的磁导率。为简化分析，假设如下：1电机磁场沿轴向无变化，忽略端部效应，简化为二维电磁场问题2铁心冲片各向同性，磁化曲线单值3电机外部的磁场忽略不计，定子外外表圆周为一零

3、矢量位面4忽略涡流效应 设置预选过滤掉其他运用的菜单Main MenuPreferences 选Magnetic-NodalUtility MenuParametersAngular Units 选Degrees DEG 点击OK以下的操作中，凡是弹出窗口，都需求有某种方式确实认。普通，OK是确认并封锁窗口。Apply是仅确认，不封锁窗口,适用于有多次输入操作的情况。以后这步操作就不再赘述了。在ANSYS Input窗口中，键入d1=77.5/1000，回车确认 输入以下数据：d2=62/1000d3=47.5/1000d4=47.2/1000d5=35/1000d6=19/1000turn=

4、50an1=30*0.4463 an2=45*0.3273 a1=d3/2b1=sin(an1)*d3/2 a2=d4/2b2=sin(an2)*d4/2 输入终了，检查能否有误 Utility MenuParametersScalar Parmeters 在弹出Scalar Parmeters窗口中可检查一切变量的值。假设有误，可在此窗口中重新输入一遍。在弹出Scalar Parmeters窗口中输入变量的值与在ANSYS Input窗口中输入是完全等效的。除非特别阐明，圆面、线均除非特别阐明，圆面、线均同心，圆心位于坐标原点。同心，圆心位于坐标原点。一、定子一、定子1画定子轭画定子轭半径分

5、别为半径分别为d1/2,d2/2的圆环的圆环MainMenuPreprocessor-Modeling-Create-Areas-CircleAnnulus 键入 保管数据库文件：Utility MenuFileSave as Jobname.db经常保管数据库文件是很好的任务习惯。更方便的方法是点击ANSYS Toolbar中的SAVE_DB。假设有一步做错了，只需RESUME_DB即可。 下一次进入ansys，翻开这个文件的方法是：Utility MenuFileResume Jobname.db或者点击ANSYS Toolbar中的RESUME_DB这与普通的翻开文件是有些区别的，他找不

6、到open这一菜单 。 (2)将WP沿Y轴挪动b1, 再绕X轴旋转90度，切割此圆,复位WPUtility MenuWorkPlaneOffset WP by InrementsSnaps !平移WPX.Y.Z Offsets,键入0,b1,0 Degrees!旋转WPXY,YZ,ZX Angles,键入0,90,0 !察看此时屏幕显示的WX.WY.WZ三根轴位置的变化 2画定子齿(1)画半径为d2/2的圆 Main MenuPreprocessor-Modeling-Create-AreasCircleSolid Circle(3)将WP沿Y轴挪动-b1,再绕X轴旋转90度，切割下半个圆，复

7、位WP只需把以上的操作步骤中“键入0,b1,0 改为“键入0,-b1,0，选中下半个圆，就可以了。 Preprocessor-Modeling-Operate-Booleans-DivideArea by WrkPlane点击图形，在弹出的 Multiple_Entities对话框中，经过Prev 或Next选中圆 Utility MenuWorkPlaneAlign WP withGlobal Cartesian假设想看看WP能否已复位，Utility MenuPlotReplotReplot提供的是刷新屏幕的功能，有时，某些操作进展后，从屏幕上看不提供的是刷新屏幕的功能，有时，某些操作进展

8、后，从屏幕上看不出有什么作用，这时，用出有什么作用，这时，用Replot，就可以看到估计的效果了。，就可以看到估计的效果了。(4)删除半径为d2/2的圆的上下两块面，只留下中间的一块Preprocessor-Modeling-DeleteArea and Below(5)画半径为d3/2的圆 Main MenuPreprocessor-Modeling-Create-Areas-CircleSolid CircleWP X ,键入0WP Y ,键入0Radius,键入d3/2 (6)齿=中间的一块面-半径为d3/2的圆 Preprocessor-Modeling-Operate-Boolean

9、s-SubtractAreas选中被减面，Apply,选中减面 Ok (7)相隔60度，再复制两对把当前坐标系改为柱坐标Utility MenuWorkPlaneChange Active CS to Global CylindricalPreprocessor-Modeling-CopyAreas选中这对齿 选中刚刚复制好的这对齿，反复以上操作 复位当前坐标系为直角坐标系Utility MenuWorkPlaneChange Active CS to Global Cartesian !复位至缺省值是非常重要的操作。上面我们曾经用到了WP的复位，Active CS的复位。后面还将用到Sele

10、ct的复位。建立起及时复位的概念很有必要。 二、转子1旋转定子45度Utility MenuWorkPlaneChange Active CS to Global CylindricalPreprocessor-Modeling-Move/Modify-Areas-AreasPick AllDX X-offset in active CS 键入0DY Y-offset in active CS 键入45DZ Z-offset in active CS 键入0Utility MenuWorkPlaneChange Active CS to Global Cartesian2画出转子齿，轭，轴1画

11、一个长方形Preprocessor-Modeling-Create-Areas-RectangleBy Dimensions(2)画半径为d4/2的圆 (3)二者作相交运算Preprocessor-Modeling-Operate-Booleans-Intersect-Common-Areas Common：得到一切图形相交的部分相对的是 Pairwise：得到一切图形两两相交的部分 虽然二者是不同的命令，用在这里效果一样。(4)把所得到的图形旋转90度复制一次(5)把(3)(4)两步结果相加Preprocessor-Modeling-Operate-Booleans-AddAreasUtil

12、ity MenuPlotReplot (6)画半径为d5/2的圆 (7)把(5)(6)两步结果相加(8)画半径为d6/2的圆周Preprocessor-Modeling-Create-Lines-ArcsFull Circle在ANSYS Input窗口中，键入0,0,0在ANSYS Input窗口中，键入d6/2 (9)用此弧线切割转子面Preprocessor-Modeling-Operate-Booleans-DivideArea by Line三、总模型1气隙画半径分别为d3/2 d4/2的环面2整合这个模型(1)画半径为d1/2的圆 (2)覆盖一切面Preprocessor-Mode

13、ling-Operate-Booleans-OverlapAreasPick All3切割出绕组区域(1)将WP绕X轴旋转90度(2)将一切面旋转(-15)度(3)用WP切割面(4)同样的方法来切割出另外两相的绕组区域，只需将一切面旋转60度，用WP切割面，再将一切面旋转60度，再切割一次。(5)复位WP几何模型就完成了。 定义资料1空气区域，MAT=1 绕组区域 MAT=3 4 PreprocessorMaterial Props-Constant-IsotropicSpecify Material number 键入3MURX 键入1Specify Material number 键入4M

14、URX 键入1点击Apply2铁区 输入磁化曲线在ANSYS Input窗口中，键入：tb,bh,2 tbpt,290,1.2 tbpt,300,1.25 tbpt,354,1.3 tbpt,450,1.35 tbpt,620,1.4 tbpt,940,1.45 tbpt,1420,1.5 tbpt,2220,1.55 tbpt,3300,1.6 tbpt,4830,1.65 tbpt,6600,1.7 tbpt,8800,1.75 tbpt,11500,1.8 tbpt,15100,1.85tbpt,19300,1.9 察看B-H曲线，在ANSYS Input窗口中，键入tbplot 回到原

15、来的图形： Utility MenuPlotAreas3分配资料属性Preprocessor-Attributes-DefinePicked Areas铁区分配2,一相绕组中，电流流出分配3，流入分配4，其他均为1。MAT Material number 按以上原那么分配。察看资料的分配情况Utility MenuPlotCtrlsNumberings 划分网格PreprocessorElement TypeAdd/Edit/Delete点击AddPreprocessorMeshTool选中Smart SizeMesh 选中AreasShape 选中Tri选中Free点击Mesh点击Pick

16、All加载(1)先求得绕组区域的面积Utility MenuPlotAreasUtility MenuPlotCtrlsNumberings察看图形，选择面号2，作为被丈量的面Utility MenuParametersGet Scalar Data (2)输入电流密度值在ANSYS Input窗口中，键入if=2jf=if*turn/sarea(3)选择加载区域在ANSYS Input窗口中，键入：/solu esel,s,mat,3 bfe,all,js,1,jf esel,s,mat,4 bfe,all,js,1,-jf esel,all求解(1)加边境条件Utility Menu Pl

17、otLines Main MenuSolution-Loads -Apply-Magnetic-Boundary-Vector Poten-On Lines选择半径为d1/2的四条弧线(2)开场求解在ANSYS Input窗口中，键入：/post1 magsolv 查看结果在ANSYS Input窗口中，键入/post1 plf2d这样我们画出了等AZ线。利用宏lmatrix求解绕组的电感值在ANSYS Input窗口中，键入esel,s,mat,3,4 cm,wind1,elemesel,all/POST1*dim,cur,1symfac=1 cur(1)=if lmatrix,symfac

18、,wind,cur,ind 得到： _ LMATRIX SOLUTION SUMMARY _ Self inductance of coil 1. = 0.20463E-01 Inductance matrix is stored in array parameter ind ( 1., 1.) Inductance matrix is stored in file ind .txt 这样就完成了一个根本的分析过程。看看log文件他刚刚所做的每一步分析不论是对的还是错的，jobname.log文件都记录下来了，它可以用notepad翻开。Utility MenuListFilesLog Fil

19、e假设想知道每一条命令是什么意思，经过Utility MenuHelpHelp Topics不过更简单的方法是执行一下这条命令。要留意的是， log文件中的有些命令次序是不可以更改的。所以我们先顺着次序来执行。用Interactive进入，设定新的途径及jobname。他可以：拷贝几条命令至ANSYS Input，回车，直至把整个log文件执行完。假设一次拷贝了太多条命令， ANSYS不能执行完。 ANSYS Input的上半部分会显示出曾经执行的命令。所以一次不要太贪婪。假设确实有必要执行很多条命令，可以把它们存成txt文件，然后用下面的方法Utility MenuFileRead Inpu

20、t from,选择他原来的jobname.log假设原来的log文件丧失了，可以先Utility MenuFile Resume from,选择原来的jobname，然后Utility MenuFile Write DB Log File，得到后缀为lgw的文件，它可以像log文件一样来作为输入文件。Read Input from不怎样挑剔，log、 lgw、 txt，来者不拒，只需是命令就执行。假设他的命令中有很多错误，它是不会替他去伪存真的。所以对log文件不做任何处置就运转不是明智的选择。当然对那些能一气呵成全部分析义务，中间不出任何错误的高手，这样说就不对了。引荐一种分析方法：进展了几

21、步操作后， Utility MenuList FilesLog File ，把这几步的命令拷贝至一个txt文件。 Utility MenuFile Read Input from此txt文件。这样就保证了文件中都是正确且必要的命令。请留意：请留意：为不同的分析义务设定不同的途径及为不同的分析义务设定不同的途径及jobname，初次进入时初次进入时:程序程序ANSYS5.6Interactive下次：程序下次：程序ANSYS5.6RunInteractiveNowANSYS默许的角度表示为弧度，但可以改为默许的角度表示为弧度，但可以改为角度角度可以经过可以经过ANSYSInput或或Scalar

22、Parameter来输入数据，二者等效来输入数据，二者等效输入尺寸时，全部运用国际单位制输入尺寸时，全部运用国际单位制可经过级连菜单或命令来操作，建模阶段多可经过级连菜单或命令来操作，建模阶段多用菜单，求解及后处置多用命令用菜单，求解及后处置多用命令建立几何模型时，把整个模型变成一个整体，建立几何模型时，把整个模型变成一个整体，这样边境条件及鼓励才干经过节点及单元这样边境条件及鼓励才干经过节点及单元作用于整个模型。相邻的图形，假设没有作用于整个模型。相邻的图形，假设没有glue，或者，或者overlap，看起来好象融为一，看起来好象融为一体了，其实有体了，其实有“缝隙，不会构成公用的缝隙，不会

23、构成公用的节点，即相互不关联。求解时，边境条件节点，即相互不关联。求解时，边境条件及鼓励只对模型的一部分有效，一定无法及鼓励只对模型的一部分有效，一定无法得到正确的结果。得到正确的结果。根本概念一根本概念一WP：即任务平面，可挪动的参考平面。光标代表空间中垂：即任务平面，可挪动的参考平面。光标代表空间中垂直于屏幕的一条线。为了能用光标拾取一个点，首先必需定直于屏幕的一条线。为了能用光标拾取一个点，首先必需定义一个假想的平面。当该平面与光标所代表的垂线相交时，义一个假想的平面。当该平面与光标所代表的垂线相交时，能独一地确定空间中的一个点。这个假想的平面就是任务平能独一地确定空间中的一个点。这个假

24、想的平面就是任务平面。任务平面可以不平行于显示屏。缺省的任务平面是面。任务平面可以不平行于显示屏。缺省的任务平面是GlobalCartesian的的X-Y平面。任务平面的平面。任务平面的XY轴分别取为轴分别取为GlobalCartesian的的X轴和轴和Y轴。轴。ActiveCS:当前坐标系，常用的是当前坐标系，常用的是GlobalCartesian(默许默许值，值，GlobalCylindrical.需求对图形作需求对图形作X-Y平面上的旋转平面上的旋转时，就要把时，就要把ActiveCS改为改为GlobalCylindricalSelect选中了图形的一部分后，下面的操作只对这些选中的选中

25、了图形的一部分后，下面的操作只对这些选中的部分有效，部分有效，本例中，假设漏了本例中，假设漏了esel,all，那么，下面的程序，那么，下面的程序就只对就只对MAT=3,4的面有作用。换言之，参与下面计算的模型的面有作用。换言之，参与下面计算的模型就不再是一个完好的电机横截面了。所以要及时就不再是一个完好的电机横截面了。所以要及时UtilityMenuSelectEverything复位复位改动了改动了WP、ActiveCS、Select的形状，一定要及时的形状，一定要及时复原。复原。根本概念二根本概念二模型的构造层次：模型的构造层次：elementsnodesvolumesareasline

26、skeypoints普通来说，只需最高层的才干被修正。举个例子，假设要修正位于下层的line，那么要删除其上的elements,nodes,volumes,areas。这在布尔操作中是必需牢记的，但也有例外，详见建模及分网指南。 Select中，有from full,reselect,also select,这些都是针对同一层次的模型而言。假设要同时选中不同层次中的模型，这些操作的效果是一样的，虽然在命令流中有区别。 如今他可以本人来分析一个转子位于一定位置，励磁电流一定的电机了。假设他的模型与本例不同，在输入模型时，要留意以下几点：尽量运用参数，防止每次输入实践数值。比如用d1,d2来表示直

27、径。这样做的益处是： 1防止多次输入实践数值而出错 2假设模型做小的调整，比如d1的值获得大一些，只需对log文件做修正，很方便。及时检查输入任务的正确性。方法： Utility MenuListAreas可以看到有关被选中面的一切信息。也可以Utility MenuPlot画出他感兴趣的面或线。 对于双凸极电机来说，我们感兴趣的是当转子位于不同位置、电流大小不同时，磁场的分布及电感的大小。可以为每一种情况(转子位于某一位置、电流为某一值)建立模型，进展分析。但是这样做的效率真实是太低了，因此我们必需引入“循环。电流的循环：把电流值赋给数组，用数组的下标作为循环变量。电流取不同值，重新加载，求

28、解。转子位置的循环：定义0度(比如当转子齿正对定子槽时)。把不同的角度赋给数组，每次将转子旋转一定角度。 电流的循环对几何模型没有影响，放在内层；转子位置的循环改动了几何模型，置于外层，有利于提高计算效率。 下面首先引见电流的循环。ncurr=4 !取四个不同的电流值*dim,if,ncurr !定义电流数组，维数由参数ncurr决议，虽然这比 ! 直接*dim,if,4多了一行，调试程序时要方便得多if(1)=10,20,35,50 !赋值，留意写出起始下标 要是他情愿写if(1)=10 if(2)=20 当然也可以了，只需他不嫌费事*do,iii,1, ncurr ！凡是if 的位置均以i

29、f (iii)替代jf=if(iii)*tf/sf*SET,cur(1),if(iii) !循环体中为加载、求解的全过程*enddo 好象可以循环了，运转到lmatrix时，却不得不干涉程序的运转，并未完全自动执行。因此，要对lmatrix这个宏“动手术。对宏对宏lmatrix“动手术动手术用用notepad翻开位于翻开位于ansys56docu的的lmatrix.mac文件文件将其复制到当前目录，对将其复制到当前目录，对“复制品进展修正。复制品进展修正。由提示信息，循环中断是由于重定义数组，因此最主要由提示信息，循环中断是由于重定义数组，因此最主要的义务是把数组的定义挪到循环外，相应地作一些

30、其他的义务是把数组的定义挪到循环外，相应地作一些其他的改动。的改动。在主程序中添加：在主程序中添加：_nrows=1！线圈的个数！线圈的个数*dim,cur,_nrows删除：删除：*get,_nrows,parm,_cur,dim,x，挪动至主程序中、循环外：挪动至主程序中、循环外：*dim,_jname,char,2*dim,_ind,array,_nrows,_nrows*dim,_ene,array,_nrows,_nrows*dim,_nami,char,_nrows修正修正/out,lmatrix,out为为/out,lmatrix,out,append，使，使输出方式变为追加方式

31、默以为覆盖方式输出方式变为追加方式默以为覆盖方式删除：以下两个标题之间的内容删除：以下两个标题之间的内容!-defineoutputinductancearraywithnamearg4!-reinstalloperatingdatabase小结：小结：为了实现对多个电流值的自动求解为了实现对多个电流值的自动求解，我们用到了：，我们用到了：do循环循环*do,循环变量，起始值，终止值，步长循环变量，起始值，终止值，步长循环体循环体*enddoansys的宏，并对其进展了初步修正。后面还将为了完的宏，并对其进展了初步修正。后面还将为了完善后处置而善后处置而继续修正它。其实，一段经常运用的继续修正它。其实，一段经常运用的程序，可以保管为当前目录下的程序，可以保管为当前目录下的mac文件，这样只需在文件，这样只需在ANSYSInput中键入文件名，就可以执行了。这比每次中键入文件名，就可以执行了。这比每次都都UtilityMenuFileReadInputfrom要快捷多了。要快捷多了。 实现转子位置的循环比电流循环费事多了。他需求修正几何模型，还要接触约束方程。方法是：建立定子及有关部分的模型，划分网格较细，生