Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Sb98342

.pdf
Скачиваний:
2
Добавлен:
13.02.2021
Размер:
1.09 Mб
Скачать

При высокой частоте тока происходит перераспределение тока по сечению проводников. Необходимо рассчитать распределение плотности токов и источников в шинах, напряженности магнитного и электрического полей вокруг шин и потери в них.

Размеры расчетной области: a = 0.1 м; b = 0.015 м; с = 0.03м.

Значения токов: I1 = 100 A; I2 = –100 A; f = 50 Гц.

Далее представлен текст командного файла, после выполнения которого в программе ANSYS будет получено решение поставленной задачи. Текст сопровождается подробными комментариями.

!***********НАЧАЛО ПРОГРАММЫ**********

!********Анализ магнитного поля и потерь*******

!***в двух длинных параллельных проводниках***

FINISH

! Выход из процессоров

/CLEAR,START

! Очистка базы данных ANSYS

/COM, Magnetic-Nodal

 

/PREP7

! Вход в препроцессор

et,1,PLANE53,0,0,0

! Задание типа элемента для воздуха

 

! 1 – номер типа элемента

 

! PLANE53 2-D 8-Node Magnetic Solid – тип элемента

 

! 0 = KEYOPT(1) for AZ DOFs – опции

et,2,PLANE53,1,0,0

! Задание типа элемента для шины 1

 

! 2 – номер типа элемента

 

! PLANE53 2-D 8-Node Magnetic Solid – тип элемента

 

! 1 = KEYOPT(1) for VOLT and AZ DOFs – опции

et,3,PLANE53,1,0,0

! Задание типа элемента для шины 2

 

! 3 – номер типа элемента

 

! PLANE53 2-D 8-Node Magnetic Solid – тип элемента

 

! 1 = KEYOPT(1) for VOLT and AZ DOFs – опции

EMUNIT,MKS

! Задание системы единиц

!****Ввод свойств материалов****

mp,RSVX,1,1e+32

! Удельное сопротивление воздуха

mp,MURX,1,1

! Относительная магнитная проницаемость воздуха

31

mp,RSVX,2,2e-8

! Удельное сопротивление шины 1

mp,MURX,2,1

! Относительная магнитная проницаемость шины 1

mp,RSVX,3,2e-8

! Удельное сопротивление шины 2

mp,MURX,3,1

! Относительная магнитная проницаемость шины 2

!****Ввод исходных координат****

a=0.1

! Высота шины

b=0.015

! Толщина шины

c=0.03

! Расстояние между шинами

!****Ввод исходных данных****

I1=100

! Ток в шине 1

I2=-100

! Ток в шине 2

f=50

! Частота тока в шинах

!****Расчет промежуточных координат****

x0=0

 

x1=5*(2*b+c)

! Внешняя граница расчетной области

x2=x1+b

 

x3=x2+c

 

x4=x3+b

 

x5=x4+5*(2*b+c)

 

y0=0

 

y1=5*(2*b+c)

 

y2=y1+a

 

y3=y2+5*(2*b+c)

! Внешняя граница расчетной области

!****Создание геометрии****

RECTNG,x0,x5,y0,y3, ! Построение воздуха RECTNG,x1,x2,y1,y2, ! Построение шины 1 RECTNG,x3,x4,y1,y2, ! Построение шины 2

/PNUM,AREA,1 ! Включение нумерации областей

allsel,all

! Выбор всех областей

aovlp,all

! Склеивание областей

NUMCMP,ALL

! Компрессия номеров линий

32

!****Присвоение атрибутов областям****

asel,s,area,,1

! Выбор шины 1 по номеру области

aatt,2,1,2

! тип элемента 2, реальная константа 1, Материал 2

asel,s,area,,2

! Выбор шины 2 по номеру области

aatt,3,1,3

 

asel,s,area,,3

! Выбор воздуха по номеру области

aatt,1,1,1

 

!****Подготовка к построению сетки****

! Разбиение линий воздуха на отрезки

asel,s,mat,,1

! Выбор области воздуха по номеру материала

ALLSEL,BELOW,AREA

! Выбор линий, принадлежащих воздуху

lsel,r,LENGTH,,x5-x0 ! Выбор линий по длине

lesize,all,,,18,-0.25

! Разбиение

asel,s,mat,,1

ALLSEL,BELOW,AREA lsel,r,LENGTH,,y3-y0 lesize,all,,,18,-0.25

! Разбиение линий шины 1 на отрезки asel,s,mat,,2

ALLSEL,BELOW,AREA

lsel,r,LENGTH,,a lesize,all,,,20,-4

asel,s,mat,,2

ALLSEL,BELOW,AREA

lsel,r,LENGTH,,b lesize,all,,,10,-4

! Разбиение линий шины 2 на отрезки allsel,all

33

asel,s,mat,,3

ALLSEL,BELOW,AREA

lsel,r,LENGTH,,a lesize,all,,,20,-4 asel,s,mat,,3 ALLSEL,BELOW,AREA lsel,r,LENGTH,,b lesize,all,,,10,-4

allsel,all

 

 

LPLOT

! Вывести на экран линии

!****Ввод конечноэлементной сетки****

asel,s,mat,,2

! Выбор области шины 1 по номеру материала

asel,a,mat,,3

! Довыбор области шины 2 по номеру материала

MSHAPE,0,2D

! Выбор 2D-разбиения прямоугольными элементами

MSHKEY,1

! Разбиение по шаблону

AMESH,all

! Разбиение областей шин на элементы

asel,s,mat,,1

 

 

MSHAPE,1,2D

! Выбор 2D-разбиения треугольными элементами

MSHKEY,0

! Разбиение свободное

SMRT,3

! Точность разбиения (от 1 до 10, где 1 – точнее)

AMESH,all

! Разбиение области воздуха на элементы

/NUMBER,1

! Включение нумерации элементов

/PNUM,MAT,1

! Выделение номера материала цветом

EPLOT

! Вывести на экран элементы

!****Определение связанных степеней свободы****

asel,s,mat,,2

 

 

ALLSEL,BELOW,AREA

!Выбрать все, принадлежащее шине 1

CP,1,volt,all 1

! Связать узлы шины 1

asel,s,mat,,3

 

 

ALLSEL,BELOW,AREA

!Выбрать все, принадлежащее шине 2

34

CP,2,volt,all

! Связать узлы шины 1

!**** Задание типа анализа и частоты***

/solu

! Вход в процессор Solution

harfrq,f,f

! Частота тока

antype,harmic

! Тип анализа гармонический

NSUBST, ,

! Указываем число шагов расчета (1)

KBC,1

!

 

 

EQSLV,SPARSE,1e-008,

! Задание типа решателя

!****Задание источников****

 

asel,s,mat,,2

 

 

 

ALLSEL,BELOW,AREA

 

 

*GET,maxn2,NODE,0,num,max,

! Определение максимального номера

 

 

 

! узла в шине 1

nsel,S,node,,maxn2

! Выбор этого узла по номеру

F,all,amps,I1

! Задать ток в выбранном узле шины 1

asel,s,mat,,3

 

 

 

ALLSEL,BELOW,AREA

 

 

*GET,minn3,NODE,0,num,min,

! Определение минимального номера

 

 

 

! узла в шине 2

nsel,S,node,,minn3

! Выбор этого узла по номеру

F,all,amps,I2

! Задать ток в выбранном узле шины 2

!****Задание граничных условий****

ALLSEL,ALL

 

 

 

NSEL,S,EXT

! Выбор внешних узлов расчетной области

NPLOT

 

 

 

D,all, ,0,0, , ,AZ

! Магнитный векторный потенциал =0

 

! на внешней границе расчетной области

!****Сохранение результатов****

 

SAVE

! Сохранить базу данных в файл jobname.DB

!****Запуск решения****

ALLSEL,ALL

35

solve

!****Постпроцессорная обработка результатов****

FINISH

 

 

/POST1

! Вход в постпроцессор

SET,1,LAST,1,0, , ,

! Загрузка реальной составляющей решения

!SET,1,LAST,1,1

! или загрузка мнимой составляющей решения

PLNSOL, A,Z, 0

! Вывод на экран распределения магнитного

 

! векторного потенциала

/DEVICE,VECTOR,1

! Вывод в виде изолиний

!/DEVICE,VECTOR,0

! Отключение изолиний

ESEL,S,MAT,,2,3

 

 

PLESOL, JT,SUM, 0

! Вывод на экран распределения плотности

 

! тока в шинах

POWERH

! Расчет потерь в шинах

ALLSEL,ALL

 

 

SENERGY,0,1

! Расчет энергии в системе

PLETAB,PLOSSD,NOAV

! Вывод на экран распределения потерь

PLETAB,MG_ENG,NOAV

! Вывод на экран распределения энергии

!****Построение распределения поля вдоль произвольной ломаной****

PATH,goriz,2,30,20,

 

! Задание пути с именем goriz по двум точкам

PPATH,1,0,x1,y1+a/2,0,0,

! Координаты первой точки

PPATH,2,0,x2,y1+a/2,0,0,

! Координаты второй точки

PDEF, ,A,Z,AVG

! Наложить распределение магнитного

 

! векторного потенциала на путь

/PBC,PATH, ,1

! Нарисовать путь на экране поверх геометрии

PDEF, ,B,SUM,AVG

! Наложить распределение магнитной индукции

 

! на путь

36

/PBC,PATH, ,0

! Скрыть путь

PLPATH,BSUM

 

! Вывод распределения по пути на графике

PLPAGM,BSUM,1,Blank

! Вывод распределения по пути на геометрии

!****Работа с табличными значениями****

ESEL,S,MAT,,2,3

! Выделение всех элементов в шинах

SET,1,LAST,1,0, , ,

! Чтение реальной составляющей результата

ETABLE,JTZr,JT,Z

! Запись в таблицу плотности тока

!*

 

 

SET,1,LAST,1,1, , ,

! Чтение мнимой составляющей результата

ETABLE,JTZI,JT,Z

! Запись в таблицу плотности тока

SMULT,JTZR2,JTZR,JTZR,1,1,

! Возведение элементов таблиц в квадрат

SMULT,JTZI2,JTZI,JTZI,1,1,

 

SADD,JTZ2,JTZR2,JTZI2,1,1, ,

! Сложение квадратов

SEXP,AJTZ,JTZ2,JTZ2,0.25,0.25,

! Извлечение квадратного корня

PLETAB,AJTZ,NOAV

! Вывод распределения амплитуды

 

! плотности тока по элементам шин

PDEF, ,ETAB,AJTZ,NOAVG

! Наложить содержимое таблицы на путь

PLPATH,ETABAJTZ

! Вывод распределения на графике

!****Сохранение результатов****

FINISH

SAVE,'results','db'

! Сохранить базу данных в файл results.db

PARSAV,SCALAR

! Сохранить скалярные параметры

 

! в файл jobname.parm

!****Выход из программы****

/EXIT, nosave

! Без записи результатов в базу данных

Таким образом, решение задачи записывается с использованием команд APDL. При использовании командных файлов можно практически полностью отказаться от графического интерфейса ANSYS.

37

Оглавление

 

1. Общие сведения о программе ANSYS........................................................

3

1.1. Состав пакета ANSYS............................................................................

3

1.2. Запуск программы ANSYS....................................................................

4

2. Организация программы ...............................................................................

5

2.1. База данных программы ANSYS ..........................................................

6

2.2. Файлы программы..................................................................................

7

3. Средства связи с программой ANSYS.........................................................

7

3.1. Команды ..................................................................................................

7

3.1.1. Сокращения .....................................................................................

8

3.1.2. Использование умолчаний .............................................................

9

3.1.3. Предупреждения и ошибки ............................................................

9

3.2. Интерактивный и пакетный режимы ...................................................

10

3.3. Системное меню.....................................................................................

10

3.3.1. Главное меню ..................................................................................

11

3.3.2. Активизация и использование меню.............................................

13

3.3.3. Вызов справки .................................................................................

15

3.4. Файл регистрации ..................................................................................

15

4. Типичный анализ ANSYS .............................................................................

17

4.1. Построение модели ................................................................................

17

4.1.1. Определение имени задания и заголовка анализа .......................

17

4.1.2. Задание типа элементов..................................................................

18

4.1.3. Ввод констант ..................................................................................

19

4.1.4. Задание свойств материала ............................................................

20

4.1.5. Создание геометрии модели ..........................................................

25

4.2. Задание источников и граничных условий и получение решений ...

26

4.3. Инициализация решений и просмотр результатов .............................

29

5. Анализ магнитного поля и потерь в двух длинных параллельных

проводниках .......................................................................................................

30

38

Шатунов Алексей Николаевич, Позняк Игорь Владимирович, Галунин Сергей Александрович, Чмиленко Федор Викторович

Моделирование систем высокочастотной электротехники

Учебное пособие

Редактор Н. В. Лукина

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

Подписано в печать 05.11.19. Формат 60×84 1/16. Бумага офсетная. Печать цифровая. Печ. л. 2.5.

Гарнитура «Times New Roman». Тираж 47 экз. Заказ 146.

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

Издательство СПбГЭТУ «ЛЭТИ» 197376, С.-Петербург, ул. Проф. Попова, 5

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]