永磁铁ansys电磁分析市公开课一等奖省赛课获奖课件

第二章

第4节二维静磁学1永磁铁ansys电磁分析第1页永磁体线性永磁体感应曲线为线性可模拟大部分稀土磁体计算需要有“感应曲线”要求两种材料性质相对磁导率μr各向同性正交各向异性矫顽磁力Hc

矢量值利用单元坐标系定义材料性质缺省:总体直角坐标系H(Amp/m)B(T)BrHc固有曲线感应曲线第二象限曲线图稀土磁体经典曲线2永磁铁ansys电磁分析第2页μr和Hc能够是随温度改变磁化方向平行/垂直于磁体中心线相对于某中心点径向/环向材料库中不提供μr和Hc缺省值。当代技术进步使磁体性能不停提升年代3永磁铁ansys电磁分析第3页相对于直线感应曲线磁体只要求Hc和一个单值磁导率对于永磁材料，为了改进精度，利用剩磁感应密度(Br)和Hc

来计算磁导率μr=Br/(μ0Hc)为使用方便，自由空间磁导率参数MUZ能够在命令窗口输入MUZ=acos(-1)*IE-7缺省值时，角度单位为弧度。用SIN或COS函数来计算Hc分量时，惯用“度”单位。所以角度单位要变换：Utility>parameters>angularunits选择OK在输入窗口中输入HC*COS(60)来代替数值输入4永磁铁ansys电磁分析第4页各向同性单元坐标系缺省为总体直角坐标系

Preproc>materialprops>isotropic材料2磁化方向平行于总体坐标+X方向Br=1THc=700,000A/m空气选择OK选择

OK5永磁铁ansys电磁分析第5页正交各向异性单元坐标系缺省为总体直角坐标系

Preproc>materialprops>orthotropic材料2磁化方向为总体坐标+X方向反时针旋转60度Br=1Hc=700,000A/m选择

OK选择

OK6永磁铁ansys电磁分析第6页Hc值依然为700,000A/mHc是在总体直角坐标下表示因为模型对称，B最大值不变材料27永磁铁ansys电磁分析第7页问题描述平面，园环磁体磁体四极设置在磁体外圆圈上磁化方向为极向（柱坐标系）分析目模拟磁化特性SN应用——永磁体SN磁极中心（象征性）8永磁铁ansys电磁分析第8页属性

磁体:

Hc=50,000A/mBr=850Gauss尺寸:

内径=.5cm外径=1cm励磁:

没有永磁体9永磁铁ansys电磁分析第9页对称条件只需模拟一个磁极边界条件侧边:通量平行外半径:通量垂直为了确定外半径上磁极中心，需要定义一个局部坐标系，该局部坐标系X轴为总体X轴反时针旋转45度通量平行条件磁极中心10永磁铁ansys电磁分析第10页输入cir1pole.mac宏建立模型定义材料2磁体性质

Preproc>material props>orthotropic材料2材料1选择OK11永磁铁ansys电磁分析第11页输入Y方向磁体属性（柱坐标系切线方向，该坐标系待后定义）选择OK选择OK输入空气各向同性磁导率（材料1）Preproc.>materialprops>isotropic选择OK12永磁铁ansys电磁分析第12页在外半径上离总体坐标系+X轴45度处，定义局部坐标11

Utility>workplane>localcoord.systems>createlocalCS>atspecifiedloc在ANSYS输入窗口中，利用外半径0.01，角度45，输入局部坐标系原点位置坐标回车（键盘）在建立局部坐标系框内选择OK13永磁铁ansys电磁分析第13页定义了局部坐标系11后，在单元图上会显示其标志11号局部极坐标系，其与磁极中心相对应14永磁铁ansys电磁分析第14页输入11以标志该坐标系选择坐标系类型在命令行输入参数表示式结果选择

OK15永磁铁ansys电磁分析第15页磁体单元单元坐标系(ESYS)属性对应于11号局部坐标系改变单元坐标系经过材料属性(2)选择磁体单元

Utility>select>entities>elements>byattributes>material2 Preproc>move/modify>modifyattrib在选择框内选择“PickAll”选择

OK16永磁铁ansys电磁分析第16页在模型侧边施加通量平行边界条件.

Preproc>loads>apply>boundary>-fluxpar‘l-onlines进行求解

Solu>electromagnetic>opt&solv

17永磁铁ansys电磁分析第17页图形显示磁力线观察通量平行边界条件在磁体平面内磁力线呈圆形性质因为磁体磁导率低而产生漏磁18永磁铁ansys电磁分析第18页利用磁通密度矢量图能观察场量大小和方向选择

OK19永磁铁ansys电磁分析第19页磁通密度B方向对应于MGYY和11号坐标系正切向20永磁铁ansys电磁分析第20页磁体非线性感应曲线也能用于模拟.MGXX,MGYY视为线性磁体输入感应曲线用与非永磁体材料相同方法输入感应曲线输入值被偏置一个Hc值Br(T)B(T)Hc(Amp/m)H(Amp/m)21永磁铁ansys电磁分析第21页Hc=50,400(Amp/m)单位:H(Amp/m)&B(T)