ANSYS ２-Ｄ谐波（ＡＣ）磁场实例分析

ANSYS 2-D谐波（AC）磁场实例分析主要涵盖了在电磁设备中处理交流电（AC）和外部谐波磁场的效应。谐波磁场分析主要关注涡流、集肤效应、能量损耗、力和力矩以及阻抗和电感的变化。这种分析广泛应用于变压器、感应电机、涡流制动系统等AC设备，但不适用于包含永磁体的系统，因为它忽略了磁滞效应。 在分析过程中，区分线性和非线性谐波分析是关键。对于低饱和状态，线性时间-谐波分析假设磁导率恒定，适合处理简单的情况。然而，对于中高饱和条件，非线性时间-谐波分析或时间-瞬态求解更为适用，因为它们能够更准确地计算力、力矩和功率损失，尤其是在磁饱和度较高的情况下。非线性分析利用用户提供的或基于能量等值方法的有效B-H曲线，将非线性瞬态问题转化为非线性时间-谐波问题，从而简化计算，同时保持一定的精度。 在2-D谐波磁场分析中，需要用到特定类型的单元，如PLANE1、PLANE5、INFIN9和INFIN110等，它们分别用于模拟涡流区域、远场区域和电路。这些单元有不同的自由度，可以处理磁矢势、位移、温度、电势、电流等多种物理量。 创建2-D谐波磁场的物理环境包括一系列步骤，类似于ANSYS的其他分析类型。需要建立物理环境，定义模型，分配材料属性，然后进行网格划分、边界条件设定、载荷施加、求解和结果分析。在这个过程中，可以通过控制自由度来模拟导体的终端条件，例如短路或开路状态。AZ自由度可以用来表示短路条件，而AZ-VOLT和AZ-CURR选项则分别用于模拟不同类型的块状导体，通过控制电势或电流来实现不同的终端情况。 在建模时，正确选择单元类型、设置关键选项（KEYOPTs）、单元坐标系、实常数和单位制至关重要。定义材料属性时，可以使用ANSYS内置的材料库或者自定义材料。通过这些详细的步骤和参数设定，工程师能够进行精确的ANSYS 2-D谐波磁场分析，从而优化和理解电磁设备的性能。