永磁鐵ansys電磁分析市公開課一等獎省賽課獲獎課件

第二章

第4節(jié)二維靜磁學1永磁鐵ansys電磁分析第1頁永磁體線性永磁體感應曲線為線性可模擬大部分稀土磁體計算需要有“感應曲線”要求兩種材料性質(zhì)相對磁導率μr各向同性正交各向異性矯頑磁力Hc

矢量值利用單元坐標系定義材料性質(zhì)缺省:總體直角坐標系H(Amp/m)B(T)BrHc固有曲線感應曲線第二象限曲線圖稀土磁體經(jīng)典曲線2永磁鐵ansys電磁分析第2頁μr和Hc能夠是隨溫度改變磁化方向平行/垂直于磁體中心線相對于某中心點徑向/環(huán)向材料庫中不提供μr和Hc缺省值。當代技術進步使磁體性能不停提升年代3永磁鐵ansys電磁分析第3頁相對于直線感應曲線磁體只要求Hc和一個單值磁導率對于永磁材料，為了改進精度，利用剩磁感應密度(Br)和Hc

來計算磁導率μr=Br/(μ0Hc)為使用方便，自由空間磁導率參數(shù)MUZ能夠在命令窗口輸入MUZ=acos(-1)*IE-7缺省值時，角度單位為弧度。用SIN或COS函數(shù)來計算Hc分量時，慣用“度”單位。所以角度單位要變換：Utility>parameters>angularunits選擇OK在輸入窗口中輸入HC*COS(60)來代替數(shù)值輸入4永磁鐵ansys電磁分析第4頁各向同性單元坐標系缺省為總體直角坐標系

Preproc>materialprops>isotropic材料2磁化方向平行于總體坐標+X方向Br=1THc=700,000A/m空氣選擇OK選擇

OK5永磁鐵ansys電磁分析第5頁正交各向異性單元坐標系缺省為總體直角坐標系

Preproc>materialprops>orthotropic材料2磁化方向為總體坐標+X方向反時針旋轉(zhuǎn)60度Br=1Hc=700,000A/m選擇

OK選擇

OK6永磁鐵ansys電磁分析第6頁Hc值依然為700,000A/mHc是在總體直角坐標下表示因為模型對稱，B最大值不變材料27永磁鐵ansys電磁分析第7頁問題描述平面，園環(huán)磁體磁體四極設置在磁體外圓圈上磁化方向為極向（柱坐標系）分析目模擬磁化特性SN應用——永磁體SN磁極中心（象征性）8永磁鐵ansys電磁分析第8頁屬性

磁體:

Hc=50,000A/mBr=850Gauss尺寸:

內(nèi)徑=.5cm外徑=1cm勵磁:

沒有永磁體9永磁鐵ansys電磁分析第9頁對稱條件只需模擬一個磁極邊界條件側(cè)邊:通量平行外半徑:通量垂直為了確定外半徑上磁極中心，需要定義一個局部坐標系，該局部坐標系X軸為總體X軸反時針旋轉(zhuǎn)45度通量平行條件磁極中心10永磁鐵ansys電磁分析第10頁輸入cir1pole.mac宏建立模型定義材料2磁體性質(zhì)

Preproc>material props>orthotropic材料2材料1選擇OK11永磁鐵ansys電磁分析第11頁輸入Y方向磁體屬性（柱坐標系切線方向，該坐標系待后定義）選擇OK選擇OK輸入空氣各向同性磁導率（材料1）Preproc.>materialprops>isotropic選擇OK12永磁鐵ansys電磁分析第12頁在外半徑上離總體坐標系+X軸45度處，定義局部坐標11

Utility>workplane>localcoord.systems>createlocalCS>atspecifiedloc在ANSYS輸入窗口中，利用外半徑0.01，角度45，輸入局部坐標系原點位置坐標回車（鍵盤）在建立局部坐標系框內(nèi)選擇OK13永磁鐵ansys電磁分析第13頁定義了局部坐標系11后，在單元圖上會顯示其標志11號局部極坐標系，其與磁極中心相對應14永磁鐵ansys電磁分析第14頁輸入11以標志該坐標系選擇坐標系類型在命令行輸入?yún)?shù)表示式結(jié)果選擇

OK15永磁鐵ansys電磁分析第15頁磁體單元單元坐標系(ESYS)屬性對應于11號局部坐標系改變單元坐標系經(jīng)過材料屬性(2)選擇磁體單元

Utility>select>entities>elements>byattributes>material2 Preproc>move/modify>modifyattrib在選擇框內(nèi)選擇“PickAll”選擇

OK16永磁鐵ansys電磁分析第16頁在模型側(cè)邊施加通量平行邊界條件.

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

Solu>electromagnetic>opt&solv

17永磁鐵ansys電磁分析第17頁圖形顯示磁力線觀察通量平行邊界條件在磁體平面內(nèi)磁力線呈圓形性質(zhì)因為磁體磁導率低而產(chǎn)生漏磁18永磁鐵ansys電磁分析第18頁利用磁通密度矢量圖能觀察場量大小和方向選擇

OK19永磁鐵ansys電磁分析第19頁磁通密度B方向?qū)贛GYY和11號坐標系正切向20永磁鐵ansys電磁分析第20頁磁體非線性感應曲線也能用于模擬.MGXX,MGYY視為線性磁體輸入感應曲線用與非永磁體材料相同方法輸入感應曲線輸入值被偏置一個Hc值Br(T)B(T)Hc(Amp/m)H(Amp/m)21永磁鐵ansys電磁分析第21頁Hc=50,400(Amp/m)單位:H(Amp/m)&B(T)