經(jīng)典案例|ANSYS Workbench平面線圈電感及磁場(chǎng)計(jì)算

2016-10-22  by:CAE仿真在線  來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

關(guān)鍵詞:平面線圈  導(dǎo)體電感  磁場(chǎng)自由度

1模型描述:

需要計(jì)算的是一個(gè)平面線圈的電感和磁場(chǎng),一般是用于PCB電路板或其他一些傳感器上,可以是單層也可以雙層。具體尺寸不中要就不列出了,重點(diǎn)介紹方法。

2模型處理

在ANSYS中,開(kāi)路導(dǎo)體加電流載荷計(jì)算磁場(chǎng)或者電感是有一個(gè)特殊要求的。當(dāng)初我就是不知道這一點(diǎn),走了好多彎路。

開(kāi)路導(dǎo)體的電流入口和出口必須在邊界上!!不管是哪個(gè)邊界,只要是邊界上就可以。

所以計(jì)算的時(shí)候要根據(jù)實(shí)際情況,用一定的結(jié)構(gòu)把模型的兩個(gè)頭連到邊界上去。如果對(duì)自己的網(wǎng)格能力比較有信心,可以用一個(gè)比較細(xì)的結(jié)構(gòu),簡(jiǎn)化一些的話,可以直接用和模型一樣截面的導(dǎo)線連接就可以。處理完是這樣的:

這里把線圈兩頭直接放到最上面和最下面了,如果實(shí)際板子上排線的時(shí)候是平行排的,可以平行著畫(huà)從側(cè)面漏出來(lái)頭,我承認(rèn)我這么畫(huà)是偷懶了,偷懶了。

為了做網(wǎng)格方便,我畫(huà)了一個(gè)包圍線圈的比較小的圓形區(qū)域作為一個(gè)加密區(qū)域。我承認(rèn)這是我APDL用多了一個(gè)后遺癥,網(wǎng)格高手可自動(dòng)忽略,不需要小空氣。

最后,做完所有的模型之后,記得全選,然后Form New Part。

材料嘛,在材料庫(kù)里選擇Air和Copper Alloy 就可以啦。

3Mesh

1、平面線圈截面上設(shè)置Edge Sizing 橫向上分3份,厚度上分2份。

2、選中平面線圈和連接的兩頭導(dǎo)體,設(shè)置Body Sizing 0.05mm。

3、選中小空氣,設(shè)置 Body Sizing 0.08mm,這個(gè)就不放圖了。

4、整體Mesh設(shè)置,我記得應(yīng)該就調(diào)了Revevance=50,畫(huà)紅色框的是電磁網(wǎng)格里面比較好用的幾個(gè)調(diào)整參數(shù)。

都設(shè)置好之后網(wǎng)格是這樣的:

4Solution

1、當(dāng)然是最外表面添加平行條件,WB里面只能添加平行條件,在經(jīng)典里面還可以定義磁場(chǎng)自由度為零,不過(guò)個(gè)人覺(jué)得還是平行比較更接近事實(shí)一些。

2、定義導(dǎo)體

右鍵 Insert-Source Conductor,選中所有的平面線圈和兩頭的連接部分。導(dǎo)體類型為Solid。

然后在Conductor上右鍵,insert- Voltage,選中其中一個(gè)端面,0V。

繼續(xù),Conductor上右鍵,insert-current,選中另一個(gè)端面,0.5mA,相位0°。別看這里可以定義相位,其實(shí)就是個(gè)雞肋,這貨算不了諧波和渦流的。

最后就可以點(diǎn)Solve計(jì)算了。

5查看結(jié)果

1、磁場(chǎng)

2、電感

自動(dòng)計(jì)算導(dǎo)體電感,不需要額外設(shè)置,這個(gè)比經(jīng)典方便多了,只不過(guò)計(jì)算的電感是包括兩頭我們加的位置的,會(huì)有一些誤差。

插入方法如下,插入之后重新solve就搞定啦。

 

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