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第四章第1节 三维电磁模拟 三维（3D）模拟 在很多情况下，电磁场分析要以三维（3D）方式进行模拟 没有完全轴对称的模型 三维（3D）模拟 除Z轴方向外，模型还有其他方向的电流 三维（3D）模拟 具有平面和轴对称组合部件的模型 三维（3D）模拟 轴向非均匀的模型 正如二维（2D）模拟一样，三维模拟功能也包括静态、交流和瞬态分析 缺省的线性材料为各向同性（只赋予MURX值） 三维（3D）材料选项包括对于所有三个方向的正交各向异性选项MURn 和RSVn（n表示X、Y、Z三个方向） BH磁化曲线能用于磁导率正交各向异性的任一个方向，其余方向为常数 在某正交各向异性方向应用BH曲线时，该方向的MURn应设置为零（只在正交各向异性材料中要求如此） 三维单元包括远场边界单元 与二维模拟相同，也支持复杂组合的物理区域 交流分析的绞线导体与块导体 电压与电流供电 复杂铁磁区域 具有模拟三维模型运动的功能 周期性边界条件 改变线圈电流 不相同网格 执行动画文件: mach3d.avi观察转子转动画 单元列式直接影响到模拟的各个方面 施加通量垂直和平行边界条件 何为自然边界条件？ 何为自由度约束？ BH数据对收敛敏感性的影响 ν - B2 曲线与μ - H 曲线 模拟激励的方法（绞线圈） 可在模型中包含铁磁区 模型中的铁磁-空气界面 后处理 通量计算（电动势（EMF）计算的起始点） “磁力线”显示 三维（3D）模拟功能包括三种单元列式类型 标量势单元列式（静态1 ）[SOLID96] 简化标势法(RSP)用于没有线圈的铁-空气界面模型 差分标势法(DSP)用于具有单通量路径的铁-空气界面模型 通用标势法(GSP)用于具有多通量路径的铁-空气界面模型 单元边列式（静态、交流、瞬态) [SOLID117] 包含任意铁磁区域 周期对称模型必须为全模型-不能有耦合 磁矢量势 (MVP) 列式（静态、交流、瞬态） [SOLID97] 无铁磁区域 (1) 如果模型中还有矢量势和界面单元 INTER115，标量法能用于交流和瞬态模拟 标量势单元列式 自由度: MAG 通量垂直边界条件： MAG 自由度必须被约束或耦合 通量平行边界条件： 这是自然边界条件，不要求施加。这种边界条件施加到模型边界上，不采用约束或耦合。有相应的菜单来施加标量法的通量平行条件，但只是一个注意项而已，无须使用。 分析中BH曲线的使用 必须检查μ-H 曲线，保证其是“光滑”的 μ-H曲线由下面菜单绘制 Utilityplotdata tables 标量势的激励是基于Biot-Savart 计算的，使用预先定义的线圈形状-sourc36单元。因此，对应于线圈或杆导体的有限元区域不必直接建模（象二维磁矢势分析那样） 线圈原型常用于某些类型的致动器，但多数情况下，该线圈以ARC 型和 BAR型相组合构成“跑道”形线圈 本章后面对此有详细描述 sourc36单元定义 它们不要求连接成连续单元 三个节点用于定义线圈原型的取向和一个特征长度 在单元实常数中定义导体厚度和电流（安匝数），模型中所用厚度相应于导线位置而不是绝缘厚度 单元的节点： 节点K 处于线圈中心位置即节点1 (0,0,0) 节点I处于线圈中间半径位置即节点2 (0.1,0,0) 节点J决定了线圈取向的定义，即节点3 (0,0.1,0) 生成单元前需要定义sourc36单元，该单元无单元类型选项 Preproc.element typeadd/edit/delete [ADD] 单元实常数设置号应该是唯一的，或其它相同线圈一致。实常数应在生成单元前定义。 Preprocreal constants 完成线圈定义 先生成单元前，要设置单元属性 Preproccreateelementselem attributes 单元类型 实常数（如前面幻灯片所定义的） 人工生成单元（不用自动生成网格） Preproccreateelements-auto numbered-thru nodes (顺次选取节点2 , 3 和1 ） 如果要根据实常数中设置的尺寸来显示线圈图形，则图形设置必须变更。 Utilityplotctrlsstylesize and shape 在某些情况下，要求将“增强图形”方式转换为“全图形”方式 Utilityplotctrlsstylehidden line options 利用改变实常数数据可改变线圈特征 Preprocreal constants 选择EDIT (初始生成的设置） 应建完整的线圈组模型 实际上有例外 线圈远离铁芯区域，对铁芯内磁场产生不重要的影响