Ansys电磁分析教程：跃变电压在致动器模拟中的应用

本教程主要讲解如何在Ansys软件中进行电磁分析，特别是针对致动器的跃变电压分析。教程覆盖了从基础的电磁场仿真介绍到二维和三维电磁场分析，再到耦合场分析的详细步骤。 在电磁场仿真简介中，强调了Ansys/EMAG软件在工业电磁装置模拟中的应用，即使这些装置通常是三维结构，但可以通过简化为二维模型来分析。模拟类型包括稳态、交流（谐波）和时变瞬态，如阶跃电压和脉宽调制（PWM）等。教程以一个具体的例子——轴对称衔铁和平面定子设计的致动器来展示，其中衔铁可以旋转且气隙可变。 模拟过程包括以下步骤： 1. 观察装置：通过2D和3D、平面与轴对称视图，以及利用轴对称平面简化模型来理解其工作原理。 2. 定义物理区域：区分空气、铁、永磁体等不同材质，并考虑绞线圈和块状导体，同时设定短路和开路条件。 3. 材料属性定义：为每个物理区域指定相应的材料属性，如导磁率（可能是常数或非线性）、电阻率等。 教程内容详细分为五个章节： 1. 第一章是电磁场仿真的概述，介绍了Ansys/EMAG在电磁装置模拟中的应用及其简化方法。 2. 第二章涉及二维静态分析，涵盖了多个小节，具体讲解如何进行二维电磁场的静态分析。 3. 第三章讨论二维谐波和瞬态分析，包括如何处理交流和瞬态问题，特别是跃变电压条件下的分析。 4. 第四章则转向三维电磁场分析，讲解如何在更复杂的三维场景中进行模拟。 5. 第五章介绍了耦合场分析，这对于理解和模拟多物理效应至关重要。 在实际操作中，教程提到了利用自动时间步进行瞬态模拟，以便有效控制计算资源，并在每个时间步后进行后处理，关注的关键参数包括线圈电流、单元数据求和（可能涉及涡流效应）、力和功率（如圆环的功率）。此外，还特别提到观看solen3d.avi动画以直观理解致动器的工作动态。 通过本教程的学习，用户将能够掌握Ansys软件进行电磁分析的基本技巧，特别是在处理致动器这类设备时，如何运用跃变电压条件进行精确的仿真计算。