实心转子电机2D分析中自由度问题请教！

charlene

实心转子电机2D分析中自由度问题请教！

2D分析电机，但转子不是硅钢片和导条，而是整个一个圆柱体的实心转子，在上面感应出涡流，请问这种情况转子的自由度应该是AZ，还是AZ、VOLT且耦合VOLT？？请帮我大概解释一下为什么吧，谢谢

因为我看到过一个永磁电机分析，其转子表面的几块永磁磁钢2D建模中永磁体是用的AZ、VOLT且每一块永磁体耦合自身的VOLT自由度。请问这是为什么？？为什么不是AZ自由度？

谢谢各位指点一下

北极熊甲

AZ Volt一般用在“加载导体”上，如和电源连接的线圈的导线的直径比较大时，要考虑线圈导线中的交流电的肌肤效应，这时用AZ Volt。

如果只是考虑一般导体，如被线圈缠绕的铁心，用AZ就行了。

1. 其转子表面的几块永磁磁钢2D建模中永磁体是用的AZ、VOLT且每一块永磁体耦合自身的VOLT自由度。请问这是为什么？？为什么不是AZ自由度？

复制代码

有这样的做法？有图吗？ 不太可能


我不知道你是什么样的结构，2D轴对称的plane53而言，对于导磁区域（如，被线圈缠绕的铁心）而言，AZ和AZ Volt（耦合）是一样的，都是模拟的电路中短路。（ANSYS计算出感应电动势后按短路条件计算感应电流）。

=================
不好意思我回去看看了Help，发现以上的理解是错误的。非加载体中的涡流只能用AZ来模拟，不能用AZ＋耦合的Volt，Az＋耦合的Volt模拟的是开路。

[ 本帖最后由 北极熊甲 于 2007-10-15 19:13 编辑 ]

charlene

我说的永磁体AZ,VOLT且耦合的电机的图和以下网址：
http://www.simwe.com/forum/thread-775771-1-1.html
标题: －－－－累了吗？休息休息，欣赏一下美丽的ANSYS电磁－－－－
中的第四幅图的场路耦合的电机的2D分析类似，紫色的转子上的淡绿色和蓝色的两个就是永磁体，其单元和材料定义如下：
et,1,53,1
mp,murx,1,mur_pm
mp,mgxx,1,hc_pm
mp,rsvx,10,rsv_pm
53单元KEYOPT=1则为AZ,VOLT自由度
最后还有
cp,next,volt,all    !耦合转子VOLT自由度，开路实心体

以上就是我说的情况，实在不知道为什么要AZ,VOLT，对于开路和短路导体其自由度不同到底如何理解？？



另外：
这是我在另外一个帖子中提出的问题：和本帖内容相关，但是我不太清楚！

      1. 请问2D PLANE53 单元分析时，对于其上只是感应涡流，而其上并不加载电流的Solid Conductor，在仿真时，使用AZ自由度还是AZ VOLT自由度且耦合VOLT自由度？比如电机的转子导条，感应导电板等部件？

      2。另外，转子导条和感应导电板中感应的涡流状况还是不一样的，转子导条中感应出流入电流后，可以由端部闭合，再从另外的导条流出，即某一根导条中的“净”感应涡流不为零；而一整块导电板（比如本贴所讲的实心转子或直线电机的感应导电平板）感应涡流后，自身形成了几个涡流回路，但是对于整个导电板（或整个实心转子的2D截面）而言，“净”感应涡流为零。请问这两种情况使用自由度的情况是否一样？是否跟所说的AZ或AZ+VOLT这个问题相关？？

谢谢版主继续关注

北极熊甲

噢，这个图是我从一个PPT上抓下来的，好像记得有部分源程序，因为不做电机就 没有仔细看。

mp,murx,1,mur_pm
mp,mgxx,1,hc_pm
mp,rsvx,10,rsv_pm

材料1和10？

如果是mp,rsvx,1,rsv_pm我不知道为甚麽永磁体还用了电阻率或许是为了模拟一些比较特殊的情况？你在ANSYS中试过嘛？同一种材料如许既指定骄腕力有容许同时指定电阻率？？

AZ＋V比AZ灵活，AZ能作的东西，AZ＋V都能做。但是AZ＋V能作的东西，AZ未必能。

我不做电机，不懂电机，所以你的2我不明白在说什么。但是涡流要构成回路，必须得用短路条件，可以用AZ自由度。如果用AZ＋V自由度你需要使得两个终端的Volt耦合，即两个终端之间是短路的。加个Volt自由度，可以处理复杂的3D模型中的短路，但是一般的轴对称中的短路用AZ就行了。

[ 本帖最后由 北极熊甲 于 2007-10-15 22:24 编辑 ]

charlene

mp,murx,1,mur_pm
mp,mgxx,1,hc_pm
mp,rsvx,10,rsv_pm
写错了，最后一条就是
mp,rsvx,1,rsv_pm
我确定这个语句，都是对永磁体的，目的是计算损耗，但我觉得直接AZ就可以了，不知道为什么AZ+VOLT耦合

我还想问一下：2D绞线圈界面通过BFE加载电流密度，则该线圈界面的材料属性是不是一定不能赋予电阻率RSVX？？只给MURX就可以？

[ 本帖最后由 charlene 于 2007-10-16 10:09 编辑 ]

北极熊甲

在瞬态和谐波分析中只要用了BFE的单元，ANSYS就按绞线处理了，不考虑涡流了，所以那个RSVX即使给了也是没有用的。

charlene

就我说的问题，请看看以下两段程序有何不同？都是2D分析
两段程序左边都是一个圆导线，通过BFE加载电流密度，右边是一块金属感应板，程序1中感应板用AZ自由度，程序2中感应板用AZ+VOLT（耦合），这两种分别用于什么情况下的模拟？不同在何处？

程序1

!Couductor on the left is stranded coil,eddy current is neglected.
/prep7
et,1,53,0  !air
et,2,53,0  !conductor
et,3,53,0  !induced plane
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

mp,murx,1,1 !air
mp,murx,2,1 !conductor
!mp,rsvx,2,1.3e-7
mp,murx,3,1 !induced plane
mp,rsvx,3,1.3e-7

cyl4,0,0,0.01  !conductor
blc4,0.02,-0.05,0.05,0.1  ! plane
blc4,-0.1,-0.1,0.2,0.2    !air
aovlap,all

/pnum,area,1
aplot
asel,s,area,,4 !air
aatt,1,1,1
asel,s,area,,1 !conductor
aatt,2,2,2
asel,s,area,,2 !induced plane
aatt,3,3,3
alls,all

asel,s,area,,1  !mesh conductor
lsla,s
lesize,all,,,10
mshape,1,2d
mshkey,1
amesh,all

asel,s,area,,2  !mesh induced plane
lsla,s
lsel,r,loc,x,0.04,0.06
lsel,r,loc,y,0,0.1
!lesize,all,,,20,0.05
lesize,all,,,20,

lsla,s
lsel,r,loc,x,0.04,0.06
lsel,r,loc,y,0,-0.1
!lesize,all,,,20,20
lesize,all,,,20,

lsla,s
lsel,r,loc,y,-0.01,0.01
lesize,all,,,40

mshape,0,2d
mshkey,1
amesh,all

allsel,all
lsel,s,loc,x,-0.11,-0.09
lsel,a,loc,x,0.09,0.11
lsel,a,loc,y,-0.11,-0.09
lsel,a,loc,y,0.09,0.11
lesize,all,,,10
mshape,1,2d
mshkey,0
amesh,all

/pnum,type,1
/num,1
eplot

alls,all
nsel,s,ext
d,all,az,0
alls,all

esel,s,mat,,2
bfe,all,js,,,,1e7,0

alls,all

/solu
antype,harmonic
hmagsolv,50,

程序2


!Couductor on the left is stranded coil,eddy current is neglected.
/prep7
et,1,53,0  !air
et,2,53,0  !conductor
et,3,53,1  !induced plane
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!


mp,murx,1,1 !air
mp,murx,2,1 !conductor
!mp,rsvx,2,1.3e-7
mp,murx,3,1 !induced plane
mp,rsvx,3,1.3e-7

cyl4,0,0,0.01  !conductor
blc4,0.02,-0.05,0.05,0.1  ! plane
blc4,-0.1,-0.1,0.2,0.2    !air
aovlap,all

/pnum,area,1
aplot
asel,s,area,,4 !air
aatt,1,1,1
asel,s,area,,1 !conductor
aatt,2,2,2
asel,s,area,,2 !induced plane
aatt,3,3,3
alls,all

asel,s,area,,1  !mesh conductor
lsla,s
lesize,all,,,10
mshape,1,2d
mshkey,1
amesh,all

asel,s,area,,2  !mesh induced plane
lsla,s
lsel,r,loc,x,0.04,0.06
lsel,r,loc,y,0,0.1
!lesize,all,,,20,0.05
lesize,all,,,20,

lsla,s
lsel,r,loc,x,0.04,0.06
lsel,r,loc,y,0,-0.1
!lesize,all,,,20,20
lesize,all,,,20,

lsla,s
lsel,r,loc,y,-0.01,0.01
lesize,all,,,40

mshape,0,2d
mshkey,1
amesh,all

allsel,all
lsel,s,loc,x,-0.11,-0.09
lsel,a,loc,x,0.09,0.11
lsel,a,loc,y,-0.11,-0.09
lsel,a,loc,y,0.09,0.11
lesize,all,,,10
mshape,1,2d
mshkey,0
amesh,all

/pnum,type,1
/num,1
eplot


esel,s,mat,,3
nsle,s
cp,1,volt,all

alls,all
nsel,s,ext
d,all,az,0
alls,all

esel,s,mat,,2
bfe,all,js,,,,1e7,0

alls,all

/solu
antype,harmonic
hmagsolv,50

北极熊甲

首先感谢你提供的两个例子，很有代表性

我的理解是：
1）应该用AZ
2）AZ和AZ＋V的不同就你的例子而言区别在于，AZ由于没有V自由度是处处短路，所以形成的涡流（da/dt那一项计算出一个E（原理手册中有E = δA/δt -V），然后用这个E来乘以电阻率就是涡流）是一个构成一个loop，就像是加载的电流一样，垂至于纸面，距离无限远（你看看那个3.4.1. Using DOFs to Manage Terminal Conditions on Conductors中几个经典的图就明白了）。而AZ＋V的涡流只是一个截面上的涡流，因为是一个开路，不够成loop（垂直与纸面无限远距离）。
3）关于这一点，ANSYS说得不多，只是我的一点理解。还望大家能够纠正。

北极熊甲

我用别的电磁软件计算了一下，结果和AZ＋V的结果接近，和AZ的结果差别很大。

另：

http://www.simwe.com/forum/thread-774283-4-1.html

＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
到此为止吧

[ 本帖最后由 北极熊甲 于 2007-10-20 10:41 编辑 ]

charlene

谢谢版主指点，这个问题我还需要再想想，呵呵

charlene

我用别的电磁软件计算了一下，结果和AZ＋V的结果接近，和AZ的结果差别很大。

另：

http://www.simwe.com/forum/thread-774283-4-1.html


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郁闷啊！！1

fossiler

你的转盘切割磁场码，如果切割是不是就是异步电机，如果是异步电机，只那az-volt算好像不对，还应该把速度效应考虑进去。

lilulilu

fossiler说的把速度效应考虑进去用什么方法啊？

charlene

原帖由 fossiler 于 2007-10-19 14:51 发表
你的转盘切割磁场码，如果切割是不是就是异步电机，如果是异步电机，只那az-volt算好像不对，还应该把速度效应考虑进去。

我说的电机就是异步电机，速度效应没办法考虑进去的，我只想知道对于这种转子应该是AZ，还是AZ_VOLT耦合？

lawiys

我最近也对这个问题感到困惑，不知道Lz找到解释了没？ 3# charlene

shagf

此贴探讨的问题很有代表性，看了很受启发啊