ansys电机电磁分析对称边界用什么命令？

Ｄｕàｎ_ωéｉ

对于4极6槽永磁电机的磁场分析，根据对称关系，取电机的二分之一进行计算，边界条件应该怎么加，用什么命令？

mia

https://bbs.simol.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=129124这里貌似说可以用"symmetry"设置。 我也在做半模型，设置的“odd symmetry",但不是电机，也不知做的对吗。问下你的region和边界面是同一个面吗？

zengxiaodong

如果不是整个单元电机，有时可以用半周期边界条件，此时只能计算空载电磁场（或者某相电流达到峰值，而其他两相电流相等这一特定的时刻负载场），而无法计算连续旋转状态下的负载场。

一般情况下还是用整个单元电机进行计算比较好，采用整周期性边界条件。可以连续不断旋转同时按实际位置改变线圈电流。



上面是一个单元电机连续旋转负载场分析，计算各相自感、互感、磁链、转矩等变化情况，边界条件如下：

1、外圈磁力线平行，AZ=0；

2、内圈磁力线平行，用耦合方程强制AZ相等（但不一定等于零）；

3、扇形边分别建立周期性边界条件（定子转子分别建立）；

4、气隙部分，相连处用约束方程建立联系；

5、气隙部分，错开处用约束方程建立周期性边界条件。

相连接的带颜色线代表了约束和耦合的情况。用APDL编程非常方便就可以实现上述方案，同时再施加电流密度激励等。



补充内容 (2015-4-6 10:32):
“而无法计算连续旋转状态下的负载场”这是错误的，可以计算任意负载任意位置的电磁场。

zengxiaodong

在ansys中的even周期性边界条件，也就是俗称的整周期边界条件，即Az相等，用的是耦合方程。

在ansys中的odd周期性边界条件，也就是俗称的半周期边界条件，即Az相反，用的是约束方程。

耦合和约束方程用不同颜色的连线表示。

气隙相连处假如用耦合方程，就必须要求内外气隙节点数相等且均匀分布，此时只能按照相邻节点的距离转动转子，使得每次转动后节点仍然重合，显然这会有很大的局限性，几乎无人用这种办法！

气隙相连处假如用约束方程，就不必要求内外气隙节点数相等，也不要求均匀分布，只是一边疏一边密，密边选择节点，疏边选择单元，用CEINTF命令建立约束方程，此时能按照任意的距离（角度）转动转子，可以说非常方便！

周期性边界条件还有一个小诀窍，那就是槽内电流的处理，实际电机往往是分成上下层线圈，此时不妨分成左右层线圈，就像集中绕组那样，如此处理的原因是施加电流载荷要方便很多，可以用相量图很容易证明，效果是完全等效的！当然这是对于在槽中间切开而言的，如果在齿中间切开，就没有区别了。

zengxiaodong

连续转动时，注意不要出现某相电流为零的工况，否则Lmatrix计算会出错。

zengxiaodong

连续转动时，由于相距很远的节点会建立联系（约束方程），导致求解模型的波前数原来越大，对于计算很不利，对内存或者CPU都是严峻的考验，大模型往往导致计算的中断。

如何解决这个问题？这里面有一些技巧。

zengxiaodong

每次转动后用单元重排序命令，求解时间会缩短很多。

wsort,all,0,,max,,

或者

waves,max,,

zengxiaodong

zengxiaodong 发表于 2014-3-16 17:35
如果不是整个单元电机，有时可以用半周期边界条件，此时只能计算空载电磁场（或者某相电流达到峰值，而其他 ...

连续转动条件下有时也可以仅计算半个单元电机（当单元电机槽数为偶数时），要点是气隙错开部分用CEINTF命令以后，改变约束方程中节点自由度AZ的系数，由原来的-1改成+1，可以用CE命令实现。

这样的话，求解规模缩小一半，时间大大缩短！

假设先建立气隙错开部分的约束方程，且约束方程编号从1开始（可用压缩编号命令），用完CEINTF命令后，所有约束方程中第一个节点的AZ系数都为-1（EVEN周期性），用如下命令，改变系数为1（ODD周期性）。

*get,Cnum,active,0,ce,,,,
*do,CNu,1,Cnum,1
*get,CNode,CE,CNu,term,1,node,
CE,CNu,0,CNode,Az,1,
*enddo

第一行得到最大约束方程数，并赋值给Cnum

第三行得到每个约束方程的第一个节点编号，并赋值给CNode；

第四行依次改变每个约束方程第一个节点的Az系数为1


执行完上述循环命令后，气隙错开部分已经变成了Odd周期性边界条件了，然后建立其他的约束方程：气隙重合部分还是用CEINTF，扇形边用PERBC2D命令。

zengxiaodong

用Odd周期性边界条件时，磁力线分布图却是Even周期性重复的，因为磁力线是等磁位线，而不管AZ的正负！



请注意接缝处的磁力线，完全是重合的！

zengxiaodong

但是在负载场下，Expand以后，接缝处的磁力线好像对不上，我认为这应该是绘图误差所致！

zengxiaodong

怎么3楼的图转来转去转不出来了？

zengxiaodong

外转子6槽5极最简电机模型

zengxiaodong

下面这个帖子详细讨论边界条件。

https://bbs.simol.cn/thread-158805-1-1.html

浪尖玮

zengxiaodong 发表于 2014-6-21 19:15
每次转动后用单元重排序命令，求解时间会缩短很多。

wsort,all,0,,max,,

大师的命令流应用如此炉火纯青，敢问有没有有关电机的命令流文件可以分享一下？跪求！

zengxiaodong

浪尖玮 发表于 2019-7-9 12:19
大师的命令流应用如此炉火纯青，敢问有没有有关电机的命令流文件可以分享一下？跪求！

这个命令流编写起来很简单的，总共不会超过几十行，而且就这几十行还是绝大部分重复的。

最好不要所有的都编写命令行，而是与GUI结合起来，一次性建模（不变部分）用GUI完成，反复变化的用命令行实现。


例如，槽形，定子、转子、线圈、磁钢、分网等等，这些都可以在GUI下面“所见即所得”予以实现，边界条件除了气隙耦合处其他边界也可以在GUI实现，线圈面积部件、转子单元部件（求扭矩）、分相等也都可以用GUI实现；要用命令流的地方是：各线圈电流不断变化，转子位置不断变化，气隙耦合不断变化，反复求解，反复进行后处理计算，输出每次计算结果，这些可以用命令流自动予以实现。

浪尖玮

zengxiaodong 发表于 2019-7-9 13:31
这个命令流编写起来很简单的，总共不会超过几十行，而且就这几十行还是绝大部分重复的。

最好不要所有 ...

谢谢您这么详细的解答。根据导师的要求，从电机的建模、材料的加载、边界、网格剖分、后处理等最好写在一个文件里，一步到位。之前用ansoft maxwell相对来说容易实现，用这个ansys命令流实现起来真费劲，参考资料也少，自己到目前也没有见到用APDL实现电机设计的案例，很是疑惑。恳请大师分享一下学习资料或者参考那些书籍（目前没有发现这种例子）。再次谢谢您

浪尖玮

zengxiaodong 发表于 2019-7-9 13:31
这个命令流编写起来很简单的，总共不会超过几十行，而且就这几十行还是绝大部分重复的。

最好不要所有 ...

在此留下我的邮箱liweixiwang@163.com，困在这里很久了，望大师指点迷津！