ANSYS低频磁场第四章-5

第四章

第5节三维电磁模拟1三维角型汇流排实例问题描述半对称汇流排电流供电双汇流排分析顺序加边界条件进行模拟后处理计算电流分布计算ANGLE组件力功率密度总功率双汇流排电流方向2耦合场第一步模拟目的是计算ANGLE组件力磁场分析模型必须扩展以计算由汇流排其余部分产生的ANGLE组件力.汇流排之间间隙为0.75英寸3物理区域汇流排自由空间:μr=1ρ=.5E-7Ω-m空气自由空间:μr=1远程自由空间用远场单元模拟励磁:50,000A对称平面X-Y平面：通量垂直（汇流排内电流同方向）汇流排水平间距:1英寸单位:英寸ANGLE组件尺寸4在命令窗口输入angle3d建模模型信息单元类型:汇流排:三维磁矢势单元-solid97(材料2)紧靠汇流排的自由空间:三维磁矢势单元-solid97矢量与标量之间界面单元-inter115三维磁矢势区域外的中间空间:标量单元solid96远程空间:无限边界单元-infin47单元组件:汇流排:BUS(汇流排全长）角型组件:ANGLE(只是汇流排的一部分，用于后续结构分析)5Inter115设置在矢量和标量单元类型之间（单元类型5）Infin47设置在模型外半径边界处（单元类型3），本单元类型不需边界条件两种单元类型延伸到对称面上汇流排-solid97(MVP)

infin47不在远离汇流排的垂直面上单元类型分布6不同物理区的单元类型设置(用收缩选项画单元:Utility>plotctrls>style>size&shape)标量单元solid96.Inter115在MVP与标量单元之间汇流排外边空气MVP单元不显示Infin47单元在标量单元的外表面7利用ANGLE组件，用solid69单元类型进行电流传导分析来计算汇流排的电流分布受载汇流排为solid97单元类型.必须把单元类型转换为solid69以进行电流传导分析Preproc>elementtype>add/edit/delete单元类型6选择ADD电流方向8选择OK用热电8节点砖型单元代替6号单元类型选择

OKsolid69单元类型具有VOLT自由度，其分析结果包含用于后续磁分析的电流密度.9对电流传导分析加边界条件有电流的端部节点必须加VOLT自由度耦合选择ANGLE组件的节点Preproc>couple/ceqn>coupledof利用柜BOX选项选择角端节点选择OK选择

OK10在一个关键点上施加电流

Preproc>loads>apply>-electric-excitation>onkeypoints选择转角处的任意一个节点位置，其也对应于一个关键点选择

OK11在汇流排另一端的端面加VOLT约束

Preproc>loads>apply>-electric-boundary选择汇流排末端端面选择OK选择

OK12进行电流传导分析

Solu>newanalysis[STATIC]选择OK (同时图示单元和节点，以确保只激活了ANGLE

组件）

Solu>currentLS（因只有一部分模型进行模拟，将显示警告(warnings）信息）选择OKVOLT约束13图示VOLT自由度等值图

Postproc>plotresults>nodalsolution选择

OK14利用单元表能显示电流密度结果，先要定义单元表

Postproc>elementtable>definetable选择

OK15利用平均选项能图示总电流密度JSSUM Postproc>elementtable>plotelemtable选择

OK16电流密度也能以矢量图显示

Postproc>plotresults>-vectorplot-predefined控制箭头长度系数电流传导分析求得的电流选择

OK17汇流排电流密度矢量图18电流传导分析得到的电流密度作为磁场分析的输入条件6号单元类型必须重新设置为solid97 Preproc>elementtype>add>edit>delete选择第6条目选择ADD输入6选择

OK19从电流传导分析结果中读取电流密度Preproc>loads>apply>excitation>fromelecan(显示单元以确保激活了ANGLE组件)在缺省情况下，电流传导分析的结果保存在file.rst文件中上述分析只有一种结果，缺省即读入此正确结果20利用symbols选项确认电流密度

Utility>plotctrls>symbol选择

OK非平均值JS21剩下的磁边界条件为：在X-Y平面(Z=0)为通量垂直标量-solid96:MAG需要约束矢量-solid97:AZ(垂直于X-Y)需要约束选择Z=0的在X-Y面内的所有平面Z=0平面22约束标量以模拟通量垂直条件

Preproc>loads>apply>boundary>-scalarpotent-fluxnormal-onareas选择相应于solid96单元类型的平面(标量)选择

OK23约束矢量MVP以模拟通量垂直

Preproc>loads>apply>boundary>-vectorpotent-fluxnormal-onareas

选择相应于solid97单元类型的平面（点划线内的平面）选择

OK24选择模拟类型Solu>newanalysis[STATIC]选择OK选择求解器Solu>analysisoptions选择

OK激活整个模型开始模拟Solu>currentLS选择

OK25利用单元数据能获得导体上的侧向力选择ANGLE组件

Postproc>elementtable>definetable(fortheZLorentzforce)

选择OK计算总侧向力Postproc>elementtable>sumofeachitem选择

OK单位:N26显示力:Postproc>elementtable>plotelemtable选择

OK重复显示FMAGX,FMAGY,&FMAGSUM27利用单元表贮存的数据，也可以确定汇流排上的功率损失（单位体积焦耳热）Postproc>elemtable>definetable选择

OK28显示Joule热

Postproc>elementtable>plotelemtable选择

OK29计算功率损失（瓦），焦耳热必须乘以每个单元的体积。利用单元表项定义单元体积

Postproc>elementtable>definetable用户