ansys制作線圈的案例
基于ANSYS Maxwell的平面螺旋型線圈電感仿真分析
摘要：平面螺旋型線圈是無線充電系統(tǒng)中的重要部件。利用ANSYS Maxwell軟件對平面螺旋型線圈的電感值進(jìn)行了仿真分析，在圓柱坐標(biāo)系中建立了不含隔磁片和含隔磁片的線圈2D和3D模型，仿真結(jié)果與實(shí)測結(jié)果相符合，說明建模方法是正確的。最后研究了線圈匝數(shù)對線圈電感值和耦合系數(shù)的影響，一方面，對無線充電系統(tǒng)線圈的研究設(shè)計(jì)提供了有益參考；另一方面，也可作為電磁場與電磁波課程的仿真實(shí)驗(yàn)，成為教學(xué)的補(bǔ)充。
關(guān)鍵詞：平面螺旋型線圈；電感值；ANSYS Maxwell；隔磁片；耦合系數(shù)
電感是基本電路元件之一，在工程中廣泛應(yīng)用導(dǎo)線繞制的線圈。例如，在電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用電抗 器抑制諧波和限制短路電流，電抗器是用導(dǎo)線繞制 成螺線管的形式，稱空心電抗器。在無線充電系統(tǒng)中，線圈是能量傳輸?shù)年P(guān)鍵部分，為了提高傳輸效率，研究者嘗試使用不同形狀的線圈，如圓形、四邊形和多邊形等。由于線圈的材料、幾何形狀、匝數(shù)、尺寸及兩線圈的位置都可能影響耦合系數(shù)的大小，進(jìn)而影響電能傳輸效率，因此需要對諧振線圈進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，為實(shí)物設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)提供設(shè)計(jì)依據(jù)。平面螺旋型線圈較薄且不占體積，在手機(jī)、電動(dòng)汽車等無線充電器中得到了廣泛應(yīng)用，研究表明平面螺旋型線圈可實(shí)現(xiàn)高效電能傳輸。此外，無線充電線圈中大量使用軟磁鐵氧體制成的隔磁片，其材質(zhì)和形狀對提高無線充電的效率和電磁兼容方面均具有重要作用。
ANSYS Maxwell是一種電磁場有限元分析軟件，它功能強(qiáng)大，具有電場、靜磁場、渦流場、瞬態(tài)場分析模塊，是工程設(shè)計(jì)人員和研究工作者的重要工具。電磁場課程公式多且概念抽象，學(xué)生普遍反映難學(xué)、難懂、難用。電磁場是一種特殊形式的物質(zhì)，無法直 接觀察。
展開 【ansys電磁實(shí)例】【APDL】-1-自由空間線圈軸心磁場計(jì)算（附視頻）
一 模型描述：
圓柱形線圈，放置于自由空間。參數(shù)見圖
二 前處理
單元類型solid97,線圈和空氣相對磁導(dǎo)率均為1 。線圈掃掠網(wǎng)格劃分，空氣四面體網(wǎng)格。線圈定義局部柱坐標(biāo)施加環(huán)形電流。
1 單元類型
2 材料
3 建模
空氣
布爾操作
彈出對話框-pick all
4 定義屬性
定義局部柱坐標(biāo)
定義體屬性，需要將線圈的坐標(biāo)系定義為11號
5網(wǎng)格
ANSYS Maxwell在疊層電感 PCB繞組變壓器、無線充電線圈等磁集成應(yīng)用高級班
培訓(xùn)內(nèi)容：
第一天
★ ANSYS仿真產(chǎn)品體系及技術(shù)發(fā)展趨勢
★ ANSYS電磁產(chǎn)品Maxwell 3D應(yīng)用與簡介
★ 案例：繞線電感仿真案例+demo
★ 案例：LTCC電感仿真演示和練習(xí)
★ 高頻變壓器電磁仿真方案介紹
★ 案例：高頻變壓器電磁仿真demo
第二天
★ Maxwell高頻變壓器專用ETK工具介紹
★ Maxwell高頻變壓器專用ETK工具使用練習(xí)（含PExprt介紹和練習(xí)）
★ PCB板繞組變壓器案例介紹和demo練習(xí)
★ ANSYS解決無線充電線圈方案介紹
★ 無線充電線圈仿真電感、耦合系數(shù)等demo
★ 答疑
培訓(xùn)講師： ANSYS認(rèn)證工程師
收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)： ￥4000/人，包括培訓(xùn)費(fèi)、資料費(fèi)、書籍費(fèi)、證書費(fèi)和上機(jī)費(fèi)（學(xué)員食宿自理）
電腦：學(xué)員自帶筆記本為主，ANSYS公司提供12臺(tái)電腦
上課時(shí)間：2016年6月15日-16日（上午9點(diǎn)-12點(diǎn)，下午1點(diǎn)30-5點(diǎn)）
上課地點(diǎn)：ANSYS原廠深圳分公司：深圳市福田區(qū)金田路4028號榮超經(jīng)貿(mào)中心1009
點(diǎn)擊下載ANSYS仿真高級培訓(xùn)班報(bào)名回執(zhí)表
報(bào)名方式：填寫報(bào)名回執(zhí)表發(fā)送Email或傳真至深圳分公司（0755-82550670）
深圳聯(lián)絡(luò)人：莊百興 18675506525 baixing.zhuang@ansys.com，0755-82552976
特別優(yōu)惠：
團(tuán)體報(bào)名：￥3200元/人（3人及以上）；5人報(bào)名，1人免單
ANSYS老用戶：￥3200元/人
在維護(hù)期內(nèi)的用戶：￥2400元/人
提前2周報(bào)名并付款，在上述三條基礎(chǔ)上再優(yōu)惠￥200元/人
展開 Ansys Workbench制作ACT插件實(shí)現(xiàn),快速框選element faces單元的功能 ￥20
問題：
Ansys workbench的框選功能只能按住Ctrl增加選項(xiàng)，卻沒有反向選擇框選減少的功能！！！
Ansys workbench的connect創(chuàng)建連接非常方便，但是很多時(shí)候幾何面的區(qū)域和實(shí)際想要做連接的區(qū)域大相徑庭。這個(gè)時(shí)候一個(gè)較好的連接區(qū)域選擇方法是使用element Faces進(jìn)行連接區(qū)域的定義。但是遺憾的是ansys workbench的框選功能也是不咋滴，單元選擇較為麻煩——沒有反向選擇，框選減除的功能！！！！
雖然兩種方式對計(jì)算結(jié)果沒有什么影響，但是第二個(gè)選著方式在甲方看來，仿真工程師是有認(rèn)真在干活的。。。。。。。。。。
使用hypermesh的同事都知道，ansys workbench在鼠標(biāo)框選這個(gè)功能上差了很多。Ansys workbench的框選功能只能按住Ctrl增加選項(xiàng)，卻沒有反向選擇框選減少的功能！！！
解決方案：
這里使用ansys workbench 的二次開發(fā)功能，增加一個(gè)針對單元面選擇的ACT插件。實(shí)現(xiàn)框選增加和框選減除的功能，雖然不能與hypermesh的右鍵反選功能相比肩，但實(shí)際應(yīng)用還是可以帶來很多便捷之處，尤其使用快捷鍵操作后，有很大提升。
功能實(shí)現(xiàn)邏輯：
1.首先用戶自己調(diào)整到element Faces 選擇類型，程序讀取當(dāng)前界面中加亮的element face單元的id號并存儲(chǔ)在global變量中。
2.用戶框選其它element faces單元，程序繼續(xù)讀取當(dāng)前選擇單元id號。再對global中存儲(chǔ)的id號進(jìn)行比較。
3.如果是增加操作，就合并兩次框選；如果是減除操作，就對global集合去除當(dāng)前選擇的集合。
具體實(shí)現(xiàn)方法：
首先，創(chuàng)建xml文件——在mechanical界面上方創(chuàng)建新的按鍵。
展開 
Ansys Workbench制作ACT插件實(shí)現(xiàn)快速框選單元的功能（2） ￥20
問題：
前文在Ansys workbench中使用ACT方式增加了element Faces的反向選擇功能。但是在使用過程中感覺，還是有些不方便，所以對程序進(jìn)行了部分更新。主要是增加了一項(xiàng)對實(shí)體幾何邊的element Faces轉(zhuǎn)換功能。
結(jié)果示例：
實(shí)現(xiàn)過程簡要如下：
? 通過選擇實(shí)體幾何邊，利用convert to 功能轉(zhuǎn)為與幾何邊相關(guān)聯(lián)的單元。
? 再將單元轉(zhuǎn)為節(jié)點(diǎn)（這一步界面沒有操作，但是幫組文檔有命令“NodeIdsFromElementIds”可以實(shí)現(xiàn)），該命令執(zhí)行后可以返回，與單元相關(guān)的所有節(jié)點(diǎn)，包括實(shí)體內(nèi)部的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)。
? 將這些節(jié)點(diǎn)，加入到NamedSelection中。
? 再利用NameSelection中的Convert to Element Face 功能，進(jìn)行轉(zhuǎn)換為表面單元（這一步，在幫助文檔中沒有找到對應(yīng)的命令）
將以上操作步驟，利用API命令執(zhí)行，就可以實(shí)現(xiàn)，選擇幾何邊轉(zhuǎn)為與邊相關(guān)連的單元面的選擇。（但是程序會(huì)在NamedSelecetion 中創(chuàng)建兩個(gè)選擇集）
示例.avi
這里將該功能增補(bǔ)到了上期的 合并/刪除 等功能。已經(jīng)下載上期的小伙伴可以聯(lián)系我，直接更新這個(gè)邊擴(kuò)展的功能。
展開 5/18 Ansys 增材制作解決方案2021 R1產(chǎn)品更新
Ansys Additive 2021R1新版本在增材所有產(chǎn)品組合中都提供了增強(qiáng)功能- Additive Prep, Additive Print, Additive Science 和 Workbench Additive -使用戶能夠進(jìn)一步提高他們的增材制造能力。
01
主題/時(shí)間
Ansys 增材制作解決方案2021 R1產(chǎn)品更新
5月18日16：00
02
新功能
1.正式發(fā)布用于熱求解器的316L不銹鋼材料（Additive Print和Additive Science）
2.正式發(fā)布2D微觀結(jié)構(gòu)（Additive Science）
3.增材向?qū)е行略鰳?biāo)定流程(Workbench Additive)
4.新增AM Bond接觸，并可通過向?qū)гO(shè)置（Workbench Additive）
5.創(chuàng)建EOS和Renishaw構(gòu)建文件(Additive Prep)
6.改進(jìn)的方向優(yōu)化和新的分析類型 (Additive Prep)。
03
講師介紹
鄭偉巍
Ansys結(jié)構(gòu)高級應(yīng)用工程師。畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大學(xué)熱力渦輪機(jī)專業(yè)，機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)專家。曾任諾基亞通信、摩托羅拉高級結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師，熟悉壓鑄件/塑料件/鈑金件設(shè)計(jì)及加工工藝，熟練使用CREO和Ansys工具，也曾有三年汽車領(lǐng)域碰撞及非線性有限元分析經(jīng)驗(yàn)。
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