1、第三章-諧波（）磁場分析3.1 什么是諧波磁場分析諧波效應來自于電磁設備和運動導體中的交流電(AC)和外加諧波電磁場，這些效應主要包括：渦流集膚效應渦流致使的能量損耗力和力矩阻抗和電感諧波分析的典型應用為：變壓器、感應電機、渦流制動系統和大多數AC設備。諧波分析中中不允許存在永磁體。忽略磁滯效應。3.2 線性與非線性諧波分析對于低飽和狀態，進行線性的時間-諧波分析時，可假設導磁率為常數。對于中高飽和條件，應考慮進行非線性的時間-諧波分析或時間-瞬態求解（第4章）。對于交流穩態激勵的設備，在中等到高飽和狀態，分析人員最感興趣的要獲得總的電磁力、力矩和功率損失，很少涉及實際磁通密度具體波形。在這種

2、情況下，可進行非線性時間-諧波分析，這種分析能計算出具有很好精度的“時間平均”力矩和功率損失，又比進行瞬態-時間分析所需的計算量小得多。非線性時間-諧波分析的基本原則是由用戶假定或基于能量等值方法的有效B-H曲線來替代直流B-H曲線。利用這種有效B-H曲線，一個非線性瞬態問題能有效地簡化為一個非線性時間-諧波問題。在這種非線性分析中，除了要進行非線性求解計算外，其它都與線性諧波分析類似。應該強調，在給定正弦電源時，非線性瞬態分析中的磁通密度B是非正弦波形。而在非線性諧波分析中，B被假定為是正弦變化的。因此，它不是真實波形，只是一個真實磁通密度波形的時間基諧波近似值。時間平均總力、力矩和損失是由

3、近似的磁場基諧波來確定，逼近于真實值。3.3 二維諧波磁場分析中要用到的單元在渦流區域，諧波模型只能用矢量位方程描述，固只能用下列單元類型來模擬渦流區。詳細情況參見ANSYS單元手冊，該手冊以單元號為序排列。ANSYS理論參考手冊也有進一步的講述。表1. 2-D實體單元單元維數形狀或特性自由度PLANE132-D四邊形，4節點或三角形，3節點每節點最多4個：磁矢勢(AZ)、位移、溫度、或時間積分電勢。PLANE532-D四邊，8節點或三角形，6節點每節點最多4個：磁矢勢（AZ）、時間積分電勢、電流、或電動勢降。表 2. 遠場單元單元維數形狀或特性自由度INFIN92-D線型，2節點磁矢勢(AZ

4、)INFIN1102-D四邊形，4個或8個節點磁矢勢(AZ)、電勢、溫度表 3. 通用電路單元單元維數形狀或特性自由度CIRCU124無6節點每個節點最多三個：電勢、電流或電動勢降3.4 創建2-D諧波磁場的物理環境正如ANSYS其他分析類型一樣，對于諧波磁分析，要建立物理環境、建模、給模型區賦予屬性、劃分網格、加邊界條件和載荷、求解、然后觀察結果。2-D諧波磁分析的大多數步驟都與2-D靜磁分析的步驟相似。本章只討論與諧波分析相關的特殊步驟。2-D諧波磁分析采用與第2章“2-D靜態磁場分析”同樣的步驟來設置GUI選項、分析標題、單元類型和KEYOPT（關鍵選項）、單元坐標系、實常數和單位制。定

5、義材料性質時，使用在第2章中描述的方法，即：使用ANSYS材料庫所定義的材料性質或ANSYS用戶自己定義的材料性質。下面介紹對模型設置物理區域的某些準則： 利用自由度來控制導體上的終端條件ANSYS程序提供幾種選項來控制導體上的終端條件，在建模中，這些選項提供了足夠的方便性。例如：線繞和塊狀導體、短路和開路情況、線路供電裝置等，要模擬這些實體，執行下列內容：在導體區增加額外的自由度（DOF）賦予所需的實常數、材料性質和對自由度的特殊處理。單元類型和選項、材料性質、實常數、以及單元坐標系，都是實體模型的屬性，用AATT和VATT命令或其等效的GUI路徑指定。3.4.2 AZ選項由于沒有標量電勢，

6、即導體內電壓降為0，固可通過設定AZ 自由度（DOF）來模擬短路條件的導體。3.4.3 AZVOLT選項AZVOLT選項通過在全域電場計算中引入電勢來模擬具有各種終端情況的塊狀導體：EA/t V注：在ANSYS中，V由Vdt（時間積分電勢）代替該選項通過允許控制其電場（VOLT），使用戶可更方便地模擬開路、電流供電塊導體和共端點多導體等情況。電位的單位為“伏秒”，其在ANSYS 中的自由度為 VOLT。在軸對稱分析中，rVOLT。在平面或軸對稱分析中，整個導體截面的是常數（即電壓降只發生在出平面方向上），為了保證這一點，必須耦合各個導體區的節點：命令：CPGUI：Main Menu Prepr

7、ocessor Coupling /Ceqn /Couple DOFs由于所有節點的電壓一樣，進行耦合操作可減少未知數。3.4.4 AZCURR選項用AZCURR選項可模擬一個載壓絞線圈。CURR自由度代表線圈中每匝電流。在線圈上加電壓（加到所有線圈單元上）的方式是：命令：BFE，VLTGGUI：Main Menu Solution LoadsApply MagneticExcitation -Voltage drop-On Elements也可用BFA命令在實體模型的面上加電壓降。用BFTRAN或SBCTRAN命令可以把施加在實體模型上電壓降轉換到有限元模型上。在絞線圈中不計算渦流，因為繞線

8、導線間假定為絕緣的。線圈參數用實常數描述，ANSYS程序利用這些實常數來計算線圈的電阻和電感。載壓絞線圈只有用PLANE53和SOLID97單元模擬，且必須定義單元特定的實常數，以描述絞線圈導體。絞線圈區域內所有節點的CURR自由度必須要耦合，以確保采用一個公式來求解線圈中的電流。 模型物理區域的特征和設置ANSYS程序提供了幾個選擇來處理在2D磁分析中導體上的終端條件，如右圖圖2帶終端條件導體的物理區域所示。下面將對各種終端條件作簡要介紹。塊狀導體短路條件自由度: AZ材料特性：mr (MURX), r(RSVX)注：渦流形成閉合回路，由于短路，導體中不存在電壓降塊狀導體開路條件自由度: A

9、Z, VOLT材料特性：mr (MURX), r(RSVX)特殊特性：耦合VOLT自由度注：導體中不存在凈電流，在軸對稱分析中模擬有缺口的導體載流塊導體DOFs: AZ, VOLT材料特性：mr(MURX), r(RSVX)特殊特性：耦合VOLT自由度，再給某個節點上加總電流(F,amps命令)注：假定由電流源發出的凈電流為短路回流，該電流不受外界影響載壓絞線圈DOFs: AZ, CURR材料特性：mr(MURX), r(RSVX)實常數：CARE, TUEN, LENG, DIRZ, FILL特殊特性：耦合CURR自由度，再用BFE或BFA命令加電壓降(VLTG)注：只能用PLANE53單元

10、來建模，所加電壓不受外界影響共地多導體自由度：AZ，VOLT材料性質：mr(MURX), r(RSVX)特殊特性：所有導體域節點電壓自由度耦合到一個耦合節點集中注：用于模擬如端部效應能忽略的鼠籠轉子等設備載流絞線圈DOFs: AZ材料特性：mr(MURX)特殊特性：沒有渦流，直接加源電流密度JS(BFE、BFL或BFA命令)注：假定線圈中的電流為一恒定的交流電流，其值不受外界影響。電流密度可根據線圈匝數，每匝中的電流值和線圈橫截面積來確定。電路供電絞線圈自由度：AZ，CURR，EMF材料性質：mr(MURX), r(RSVX)實常數：CARE，TURN，LENG，DIRZ，FILL特殊特性：區

11、域內耦合CURR和EMF自由度注：模擬由外電路（CIRCU124）單元供電絞線圈。詳見ANSYS耦合揚分析指南的“電磁電路耦合”。電路供電塊狀導體自由度：AZ，CURR，EMF材料性質：mr(MURX), r(RSVX)實常數：CARE， LENG特殊特性：區域內耦合CURR和EMF自由度注：模擬由外電路（CIRCU124單元）供電塊狀導體。詳見ANSYS耦合揚分析指南的“電磁電路耦合”。鐵芯疊片DOFs: AZ材料特性：mr(MURX)或B-H曲線模擬可以忽略渦流的導磁材料，只要求AZ自由度。空氣DOFs: AZ材料特性：mr(MURX=1)運動導體（速度效應）用PLANE53單元可模擬以恒

12、定速度運動的導體的速度效應。詳見本章和第2章中對速度效應的描述。 速度效應在交流（AC）激勵下，可以求解運動導體在某些特殊情況下的電磁場。對于靜態、諧波和瞬態分析，速度效應都是有效的。第2章“2-D靜態磁場分析”討論了運動導體分析的應用例子和限制條件。對于諧波分析，速度效應只限于線性情況（不能有B-H曲線）。對單元的KEYOPT選項和實常數設置，運動導體2-D諧波分析步驟與2-D靜態磁場分析完全類似。在諧波分析中，速度設置為常數，不正弦變化（與線圈和場激勵不同）。在后處理中可計算磁雷諾數（Reynolds），磁雷諾數表征速度效應和問題的數值穩定性。其計算公式如下：Mrevd/式中為導磁率，為電

13、阻率，v為速度，d為導體單元特征長度（運動方向上）。磁雷諾數只在靜態或瞬態分析時有意義。對于在相對小雷諾值時，運動方程才有效和準確，一般量級為1.0。較高雷諾數值時，求解精度隨問題而比變化。除求解場之外，還能求出由于運動產生的導體電流（運動電流可在后處理器中獲得）。3.5 建立模型，劃分網格，賦予特性關于建模、給模型區域賦屬性和劃分網格的詳細內容，可參見第二章。 關于集膚深度電磁場在導體中的穿透深度是頻率、導磁率和導電率的函數，當對場和焦耳熱損失的計算精度要求較高時，在導體表面附近必須要劃分足夠細的有限元網格，以模擬這種集膚現象。通常，在集膚深度內至少要劃分一層或兩層單元。趨膚深度可以按下式進

14、行估算：這里，d是集膚深度（m），f是頻率（Hz），m是絕對導磁率（H/m），s是導電率（S/m）。3.6 加邊界條件和勵磁載荷在諧波磁分析中，可將邊界條件和載荷施加到實體模型上（關鍵點、線和面），也可以施加到有限元模型上（節點和單元）。給2D諧波分析加邊界條件和載荷，使用與第2章“2-D靜態磁場分析”中所述的完全相同的GUI路徑和宏命令。對于一個諧波磁分析，可以定義三種類型的載荷步選擇：動態選項、通用選項和輸出控制。本手冊第16章對這些載荷步選擇有詳細描述。 使用PERBC2D宏命令使用PERBC2D宏，可對2-D分析自動定義周期性邊界條件。PERBC2D對兩個周期對稱面施加必要的約束方程或

15、定義節點耦合。使用該宏命令的方式如下：命令：PERBC2DGUI：Main Menu Preprocessor Loads -loads-Apply -Magnetic-Boundary -Vector Poten-Periodic BCs在第11章 “磁宏”中對該宏的使用有詳細描述。 幅值、相位角和工作頻率根據定義，諧波分析假定任何外加載荷都是隨時間呈諧波（正弦）變化的，這樣的載荷需要說明幅值（0到峰值）、相位角和工作頻率。.1 幅值所加載荷的最大值（0到峰值）；.2相位角相位角是載荷相對于參考值在時間上的落后（或超前）量。在復平面（見圖3“實部/虛部分量和幅值/相位角關系圖”）中，相位角就

16、是和實軸的夾角。只有存在多個不同相載荷時，才需用到相位角。（如三相電機分析）施加不同相的電流密度或電壓時，在BF、BFE或BFK命令（或它們的等效菜單路徑）中的相位（PHASE）區域，輸入度數來表示各自的相位角。對于不同相的矢量位或電流段，在相應的加載命令（或等效菜單路徑）的VALUE1和VALUE2區域中，分別輸入復數載荷的實部和虛部分量。圖3 “實部/虛部分量和幅值/相位角關系圖”顯示了如何計算實部和虛部分量。.3 工作頻率就是交流電的頻率（單位Hz），可按如下定義：命令：HARFRQGUI:Main menuSolution-Load Step Opts-Time/Frequenc Fr

17、eq and Supsteps 給絞線型導體加源電流密度命令：BFE,JSGUI:Main MenuPreprocessorLoads-Loads-Apply-Magnetic-ExcitationCurr Density也可用BFA命令對實體模型上的面加源電流密度。 給塊狀導體加電流電流(AMPS)是節點電流載荷，僅用于施加給帶有強加電流的塊導體區域。在2-D分析中，這種載荷要求PLANE13單元和PLANE53單元的自由度設置為AZ和VOLT。電流表示通過導體的總的電流值，僅僅用于2-D平面或軸對稱模型分析。要想給具有集膚效應的橫截面上加均勻電流，必須對橫截面上的VOLT自由度進行耦合：命

18、令：CPGUI:Main MenuPreprocessorCoupling/CeqnCouple DOFs在2-D平面或軸對稱模型中，選擇集膚效應區域內的所有節點，并耦合其VOLT自由度后，再給橫截面上某一個節點加電流：命令：FGUI:Main MenuPreprocessorLoads-Loads-Apply-Electric-Excitation-Impressed Curr-On Nodes給2-D模型施加強加電流的另一種方法是加均勻電流密度(JS體載荷)，這由通過集膚效應區的總的強加電流除以橫截面積得到：命令：BF,BFEGUI:Main MenuPreprocessorLoads-L

19、oads-Apply-Magnetic- Excitation-Curr Density-On Elements也可用BFL和BFA命令分別對實體模型上的線和面加源電流密度。用BFTRAN或SBCTRAN命令可以把施加在實體模型上源電流密度轉換到有限元模型上。 給絞線圈加電壓載荷這種載荷定義絞線圈上的總電壓降（幅值和相位角），使用MKS單位制，只能使用帶有AZ,CURR自由度的PLANE53單元。按照如下方式加電壓降載荷：命令：BFEGUI:Main MenuPreprocessorLoads-Loads-Loads-Apply-Magnetic-Excitationvoltage drop也

20、可用BFA命令對實體模型上的面加電壓降。用BFTRAN或SBCTRAN命令可以把施加在實體模型上電壓降轉換到有限元模型上。要想得到正確的解，必須將線圈所有節點的CURR自由度耦合起來（否則將導致求解錯誤），因為CURR是代表線圈中每匝的電流值，是唯一的。 加標志.1 力標志用ANSYS 的FMAGBC宏命令標記一個物體，就可以在求解器和后處理器中對它進行力或力矩計算。此宏自動加虛位移和Maxwell面標志（后面討論）。物體必須至少被一層空氣單元包圍，并被定義成一個部件，然后按如下方式執行加載：命令：FMAGBC，CnameGUI：Main MenuPreprocessorLoads-loads

21、-Apply-Magnetic-FlagComp. Force/TorqMain MenuSolution-loads-Apply - Magnetic-FlagComp. Torque/Torq在POST1后處理器中，用FMAGSUM和TORQSUM宏可分別對力和力矩求和。.2無限遠表面標志（INF）這并不是實際載荷，但有限元計算要求把無限遠單元的指向開放區域的外表面作上此標志。 其他載荷.1 Maxwell面（MXWF）Maxwell面不是真正的載荷，它只是給模型中將要進行力和力矩計算的面加標志。一般加給鄰近界面（空氣/鐵區分解面）的一層空氣單元加Maxwell面標志，ANSYS（用Max

22、well應力張量的方法）計算出力后再將結果貯存到這些空氣單元中，再在POST1后處理器中對它們求和而得到施加在該部分上的合力。同時可給多個部件加Maxwell面標志，但這些部件不能共用同一層空氣單元。.2 磁虛位移(MVDI)磁虛位移標志不是真正意義上的載荷，它只是給模型中將要進行力和力矩計算的部件加標志。和Maxwell面的作用相同，只不過用的是虛功方法。在感興趣區的所有節點上說明MVDI=1.0，在鄰近的空氣區節點上說明MVDI=0.0(缺省值)；也可以設置MVDI1.0,但是一般都不這么做。計算所得的力和力矩結果就貯存在鄰近的空氣單元中。鄰近感興趣區的空氣單元最好是等厚度的。在POST1

23、中，可以將每個空氣單元中的力進行求和以得到合力。3.7 求解進行2D諧波分析求解的基本過程與進行2D靜態磁場分析求解的過程一樣。主要不同在于定義一個不同的分析類型而已，另外，諧波分析要用到一些其他的后處理方法。 定義諧波分析類型命令：ANTYPE,harmic,newGUI:Main MenuSolutionNew Analysis如果是需要重啟動一個分析（重啟動一個未收斂的分析，或者施加了另外激勵的分析），使用命令ANTYPE, HARMIC,REST。如果先前分析的結果文件Jobname.EMAT, Jobname.ESAV, 和Jobname.DB還可用，就可以重啟動分析。對于單一頻率作

24、用下的非線性諧波分析問題，求解的方式是：命令：HMAGSOLVGUI：Main MenuSolution-Solve-Electronmagnet-Harmonic Analys-Opt&Solv后面第9點對HMAGSOLV宏有詳細描述，如果不用HMAGSOLV宏，則可按后面第2到第8條描述的方式進行分析。此磁宏僅僅用于新的諧波分析，不能用于重啟動的分析。定義分析選擇項可以用下面的“Full”全波方法來求解，這是缺省值。1）首先，定義分析方法：命令：HROPTGUI:Main MenuSolutionAnalysis Options2）然后，定義諧波自由度解在打印輸出（Jobname.out）

25、文件中的顯示方式（以實部/虛部的形式或幅值/相角的形式，前者為缺省值），該選項主要用于采用CURR和EMF自由度的電路耦合問題：命令：HROUTGUI： Main Menu Solution Analysis Options 選擇求解器可以選用Frontal（缺省）、SPARSE、JCG或ICCG求解器，對大多數2-D分析推薦使用Frontal求解器。命令：EQSLVGUI： Main Menu Solution Analysis Options注意：只有先執行了HROPT和HROUT命令的對話框后，才能彈出方程求解器對話框。對于非線性問題，在收斂準則滿足后（或達到最大迭代次數），程序才會停止

26、迭代計算。設置收斂準則的方式如下：命令：CNVTOLGUI：Main MenuPreprocessorLoads-Load Step Opts-NonlinearConvergence Crit.Main MenuSolution-Load Step Opts-NonlinearConvergence Crit.用戶既可利用缺省的收斂準則，也可定義自己的收斂準則：1）缺省收斂準則缺省情況下，程序將檢查四個自由度（AZ、VOLT、CURR、EMF）的收斂情況。檢查方式是將各自由度不平衡量的SRSS值（平方和的平方根）與收斂準則值（VALUETOLER）進行比較。VALUE的缺省值與所選擇的范數（

27、NORM）、當前總自由度的值（程序選擇）和MINREF三者中的較大者的值相關。通常不用定義MINREF的值，TOLER的缺省值是0.001。對于自由度，收斂程序將檢查兩個迭代步之間自由度的變化量:U=Ui-Ui-12）自定義收斂準則用戶可以自己定義收斂準則，以代替缺省值。使用更加嚴格的收斂準則可以提高結果的精度，但需要的迭代次數會多一些。如果想嚴格（和放寬）收斂準則，可以通過將TOLER的值變化一、二個數量級來實現(通常不改變VALUE的缺省值)。 設置分析頻率很多電磁問題是作單頻分析。使用下列方式設置分析頻率（Hz）：命令：HARFRQGUI：Main MenuPreprocessorLoa

28、ds-Load Step Opts-Time/FrequencFreq and Substps當只有一個頻率時，使用該命令的“FREQB”區域或“FREQE” 區域都可以。 設置通用選項可定義諧波解的數目，這些諧波解（或子步）是平均分布在所定義的頻率范圍（HARFRQ命令）上的，例如，定義諧波頻率為30HZ到40HZ，要求解10個子步，則程序會計算在頻率為31HZ、32HZ、39HZ和40HZ處的解，范圍的最低端（即此處的30HZ）不做計算。定義諧波解數目的方式如下：命令：NSUBSTGUI：Main MenuPreprocessorLoads-Load Step Opts-Time/Freq

29、uencFreq and Substps還可定義激勵載荷是階躍變化或是斜坡變化：缺省值是斜坡變化，也就是說，激勵的幅值在每個載荷子步是逐漸變化的；若設置為階躍變化，則在整個頻率范圍內的各個子步上，激勵的幅值保持不變。對于電磁場問題，激勵通常都是階躍變化的，斜坡變化有助于加快單一頻率作用下的非線性問題的收斂。命令：KBCGUI：Main MenuPreprocessorLoads-Load Step Opts-Time/FrequencyFreq and Substps對于非線性諧波分析，可以定義每個頻率的平衡迭代次數，缺省值為25，建議將該值設為50或更高，以保證收斂。命令：NEQITGUI：

30、Main MenuPreprocessorLoadsNonlinearEquilibrium Iter 設置輸出控制設置在打印輸出文件（Jobname.out）中的輸出格式：命令：OUTPRGUI：Main MenuPreprocessorLoads-Load Step Opts-Output CtrlsSolu Printout設置在結果文件（Jobname.rth）中的輸出格式：命令：OUTRESGUI：Main MenuPreprocessorLoads-Load Step Opts-Output CtrlsDB/Results File 備份數據庫按工具條中的SAVE_DB按鈕備份數據

31、。按照如下方式，可從結果文件中讀入數據：命令：RESUMEGUI：UtilityMenu File Resume Jobname. db 開始求解.1線性問題用下列方式命令：SOLVEGUI:Main MenuSolutionCurrent LS.2非線性分析建議在每個頻率按照下列步驟分兩步求解，以保證收斂：.2.1 把激勵在3至5個子步斜坡變化，每個子步只執行一次平衡迭代用下列方式定義斜坡或階躍激勵：命令：KBCGUI: Main MenuPreprocessorLoads-Load Step Opts-Time/FrequencyFreq and Substps用下列方式定義3至5個子步：

32、命令：NSUBSTGUI: Main MenuPreprocessorLoads-Load Step Opts-Time/FrequencFreq and Substps用下列方式定義一次平衡迭代：命令：NEQITGUI: Main MenuPreprocessorLoads-Load Step Opts- NonlinearEquilibrium Iter用下列方式開始求解：命令：SOLVEGUI: Main MenuSolutionCurrent LS.2.2在一個子步內，執行50次以上的平衡迭代，獲得最終解。用下列方式定義1個子步：命令：NSUBSTGUI: Main MenuPrepr

33、ocessorLoads-Load Step Opts-Time/FrequencFreq and Substps用下列方式定義50次平衡迭代：命令：NEQITGUI: Main MenuPreprocessorLoads-Load Step Opts- NonlinearEquilibrium Iter用下列方式定義自己的收斂準則（替代缺省值）：命令：CNVTOLGUI：Main MenuPreprocessorLoads-Load Step Opts-NonlinearConvergence CritMain MenuSolution-Load Step Opts-NonlinearCon

34、vergence Crit用下列命令開始求解：命令：SOLVE HMAGSOLV宏命令如果不使用上述的“兩步求解法”，則可以利用HMAGSOLV宏命令：命令：HMAGSOLVGUI：Main MenuSolution-Solve-Electromagnet-Harmonic Analys-Opt&Solv該宏允許對每個自由度改變缺省的收斂準則。由于非線性諧波方程組的固有特性，其收斂要比靜態分析慢得多，缺省的收斂準則應能提供足夠的收斂精度。 收斂過程的圖形跟蹤當進行非線性電磁分析時，ANSYS計算每次平衡迭代的收斂范數和相應的收斂標準。圖形求解跟蹤（GST）特性可以在批處理和交互式方式下顯示求解

35、過程的收斂準則和收斂標準。在交互式時，缺省值為圖形求解跟蹤（GST）打開，批處理運行時，缺省值為GST關閉。用下列方式打開或關閉GST：命令：/GSTGUI： Main Menu Solution Output Ctrls Grph Solu Track圖5顯示的是一個典型的GST圖形。 完成求解命令：FINISHGUI:Main MenuFinish3.8 觀察結果ANSYS/Multiphysics和ANSYS/Emag模塊把諧波電磁分析結果寫到磁場分析結果文件Jobname.RMG中，如果激活了電位（VOLT）、電流（CURR）或EMF自由度，則寫入Jobname.RST文件中。結果包括

36、下面所列數據，所有結果都在所計算的工作頻率下諧波變化。基本數據：節點自由度（AZ，VOLT，CURR）導出數據：節點磁通密度（BX，BY，BSUM）節點磁場強度（HX，HY，HSUM）節點磁力（FMAG：X，Y，SUM分量）節點洛倫茲力（Lorentz）（FMAG：X，Y，SUM分量）節點感生電流段（CSGZ）單位體積焦耳熱（JHEAT）注意：對于非線性時諧分析，磁通密度B有可能超出B-H曲線輸入的值，這些值只是真實波形基頻諧波分量的近似值，而不是實際的值。參看ANSYS單元手冊可以提取更多的數據。在POST1通用后處理器或POST26時間歷程后處理器中都能檢察分析結果。由于計算結果與輸入負載

37、有相差（即輸出滯后于輸入），因而結果值是復數形式的，以實部和虛部分量的形式來計算和存儲。通用后處理器POST1用以檢察在給定頻率下整個模型上結果，而POST26時間歷程后處理器用以檢察在整個頻率范圍內模型中給定位置處的結果。對于諧波磁場分析，頻率范圍通常只由AC頻率組成。因此，常用POST1檢察分析結果。選擇后處理器的方式：命令：/POST1，/POST26GUI：Main Menu General PostprocMain Menu Time Hist Postproc后處理中常用的命令及其GUI路徑：后處理中常用的命令及其GUI路徑見下面表4。表4后處理命令及其GUI路徑功能命令GUI路徑

38、選擇實數解SET，1，1，0Main Menu General Postproc ListResultsResults Summary選擇虛數解SET，1，1，1Main Menu General Postproc ListResultsResults Summary打印矢量勢自由度（AZ）5PRNSOL，AZMain Menu General Postproc ListResultsNodal Solution打印時間積分電位（VOLT）5PRNSOL，VOLTMain Menu General Postproc ListResultsNodal Solution打印角節點上磁通密度1，5P

39、RVECT，BMain Menu General Postproc ListResultsVector Data打印角節點上磁場強度1，5PRVECT，HMain Menu General Postproc ListResultsVector Data打印中心總電流密度5PRVECT，JTMain Menu General Postproc ListResultsVector Data打印角節點力2，6PRVECT，FMAGMain Menu General Postproc ListResultsVector Data打印單元節點磁通密度5PRESOL，BMain Menu General

40、Postproc ListResultsElement Solution打印單元節點磁場強度5PRESOL，HMain Menu General Postproc ListResultsElement Solution打印單元質心總電流密度5PRESOL，JTMain Menu General Postproc ListResultsElement Solution打印單元節點力2，6PRESOL，FMAGMain Menu General Postproc ListResultsElement Solution打印磁能3，5PRESOL，SENSMain Menu General Postp

41、roc ListResultsElement Solution打印單位體積焦耳熱4，6PRESOL， JHEATMain Menu General Postproc ListResultsElement Solution建立質心磁通密度5的X分量（Y和SUM分量與此類似）單元表ETABLE，Lab，B，XMainMenu General Postproc ElementTable Define Table建立質心磁場5的X 分量（Y和SUM分量與此類似）單元表ETABLE，Lab，H，XMain MenuGeneral Postproc Element Table Define Table建立

42、單位體積焦耳熱的單元表選項4，6ETABLE，Lab， JHEATMain MenuGeneral Postproc Element Table Define Table建立質心電流密度5的X分量（Y和SUM分量與此類似）單元表ETABLE，Lab， JT，XMain MenuGeneral Postproc Element Table Define Table建立單元磁力2，6的X分量（Y和SUM分量與此類似）單元表ETABLE，Lab， FMAG，XMain MenuGeneral Postproc Element Table Define Table建立單元儲能3單元表選項ETABLE，

43、Lab， SENSMain MenuGeneral Postproc Element Table Define Table打印所選單元表選項PRETAB，Lab，1，Main MenuGeneral Postproc List ResultsElem Table Data注：上述表中的上標數字號含義如下（更詳信息見ANSYS理論手冊）：1與該節點相鄰的所有已選單元的平均值2力是在整個單元上求和的，但分布在其各個節點上，以便用于耦合分析3磁能為單元總和4乘以單元體積得功率損失5對于諧波分析是瞬間值（在t=0和t =-90時的實部/虛部）6 RMS值：存放在實部解集里的一種可比較值（對有速度效應的

44、區域要進行實部和虛部的求和）用ETABLE命令可以得到很多不常用的項。還能用圖形的方式觀察上面提到的大多數項目，只需將上述命令的開頭用“PL”代替“PR”即可（例如，用PLNSOL代替PRNSOL，如下面的說明）：原命令替代命令GUI路徑PRNSOLPLNSOLUtility MenuPlotResultsContour PlotNodal SolutionPRVECTPLVECTUtility MenuPlotResultsVector PlotPRESOLPLESOLUtility MenuPlotResultsContour PlotElem SolutionPRETABPLETABUt

45、ility MenuPlotResultsContour PlotElem Table Data也可以圖形繪制單元表項，詳見ANSYS基本分析過程指南。ANSYS參數設計語言（APDL）也包含在后處理中很有用的命令。為了方便地進行結果處理，ANSYS還提供了一些磁宏命令。關于APDL更多信息見APDL程序員指南。本手冊的第11章詳細講述了磁宏命令。 讀結果數據為了在POST1中檢察結果，ANSYS數據庫必須包含已進行了求解的模型，且結果文件（Jobname.RMG或Jobname.RST）必須存在。諧波磁場分析的結果為復數，由實部和虛部分量組成。讀取的方式如下（不能同時讀二種分量）：命令：SE

46、TGUI： Utility MenuList ResultsLoad Step Summary實部和虛部的SRSS值（平方和之平方根）才是結果的真實幅值，這可通過后處理中的載荷工況（load case）操作實現。.1 等值線顯示幾乎所有的結果項（包括磁通量密度和磁場強度），都可以用等值圖的方式顯示出來：命令：PLNSOL，PLESOLGUI： Utility MenuPlotResultsContour PlotElem SolutionUtility MenuPlotResultsContour PlotNodal Solution注意：導出數據（如磁通密度和磁場強度）的等值線顯示是在節點上

47、作平均后的數據。在PowerGraphics模式（缺省值）下，可以觀察不連續材料任何位置的節點平均值。通過下列方式打開PowerGraphics模式：命令：/GRAPHICS, POWER GUI：Utility MenuPlotCtrls StyleHidden-Line Options.通常一些導出數據的節點平均數據在材料不連續處無效，這時可打開工具條中的Powergraphics選項。.2 矢量顯示矢量顯示(不要與矢量模式混淆)可以方便地觀看一些矢量（如A，B, H和FMAG等）的大小和方向。命令：PLVECTGUI:Utility MenuPlotResultsVector Plot對

48、于矢量列表顯示，使用下列方式：命令：PRVECTGUI:Utility MenuListResultsVector Plot.3 列表顯示在列表顯示之前，可先對結果進行按節點或按單元排序：命令：ESORT，NSORTGUI:Main MenuGeneral PostprocList ResultsSort NodesMain MenuGeneral PostprocList ResultsSort Elems然后再進行列表顯示：命令：PRESOLPRNSOLPRRSOLGUI:Main MenuGeneral PostprocList ResultsElement SolutionMain M

49、enuGeneral PostprocList ResultsNodal SolutionMain MenuGeneral PostprocList ResultsReaction Solu.4 磁力ANSYS可計算三種磁力：時間平均洛倫茲力(JB力)程序自動對所有的載流單元進行受力計算，這些力保存在“實部解”數據集里面（參看SET命令如何提取“實部解”）。選擇所有載流單元后，可用PRNSOL,fmag命令對這些單元力進行列表顯示。同時，也可對力進行求和，方式如下：首先，將這些單元力移入到單元表中：命令：ETABLE,tablename,fmag,x(或y)GUI:Main MenuGener

50、al PostprocElement TableDefine Table然后，對單元表進行求和：命令：SSUMGUI:Main MenuGeneral PostprocElement TableSum of Each Item對有速度效應的區域（KEYOPT(2) = 1），要進行實部和虛部的求和，才能獲得時間平均力。時間平均Maxwell力；對于哪些加了MXWF表面加載標志的單元，可計算Maxwell力。對Maxwell力進行列表，需要先選擇所有加了標志的單元，讀入“實部解數據集”，再執行下列操作：命令：PRNSOL,fmagGUI:Main menuGeneral PostprocList

51、 ResultsNodal Solution對施加了部件邊界條件（用FMAGSBC宏命令）的部件，可以方便的求得時間平均Maxwell力，可按照如下方式用FMAGBC宏很方便地求和：命令：FMAGSUMGUI:Main MenuGeneral PostprocElec&Mag Calc-2D and 3D-Comp. Force按照求解一般洛倫茲力的步驟（第2章），對這些力求和。注意：對有速度效應的區域（KEYOPT(2) = 1），要對存儲在“實部解”和“虛部解”中的數據集進行求和，以得到時間平均力。時間平均虛功力對于那些在感興趣部件相鄰區域設定了MVDI標記的一層空氣單元，可以計算虛功力。

52、要獲取這些力，請選擇所有載流單元，然后利用單元的NMISC記錄，用ETABLE命令按順序號（snum）存儲這些力（詳見ANSYS單元手冊對PLANE13的描述）。命令：ETABLE,tablename,nmisc,snumGUI:Main MenuGeneral PostprocElement TableDefine Table將數據移入到數據表中后，可用PRETAB命令進行列表：命令：PRETABGUI: Main MenuGeneral PostprocElement TableList Elem Table對施加了部件邊界條件（用FMAGBC宏命令）的部件，可以方便的求得時間平均虛功力，

53、命令：FMAGSUMGUIMain MenuGeneral PostprocElec&Mag Calc-2D and 3D-Comp. Force再如洛倫茲力中所述，將這些力求和可得到合力。注意：對有速度效應的區域（KEYOPT(2) = 1），要對存儲在“實部解”和“虛部解”中的數據集進行求和，以得到時間平均力。.5 磁力矩ANSYS可計算三種磁力矩：時間平均洛倫茲力矩(JB力矩)程序自動對所有的載流單元進行力矩計算，并把力矩值存儲在“實部解”數據集，選擇這些載流單元后用ETABLE命令（或者其等效GUI路徑）加上單元力矩值的序列號（NMISC記錄），將這些單元力矩移入到單元表中（參見ANS

54、YS單元手冊中PLANE13 的選項和順序號以及ETABLE和ESOL的選項和順序號）：命令：ETABLE,tablename,NMISC,snumGUI:Main MenuGeneral PostprocElement TableDefine Table當力矩移動到單元表后，可以用下列方式列出力矩值：命令：PRETABGUI：Main MenuGeneral PostprocElement TableList Elem Table也可以用用PLESOL和PRESOL命令加上NMISC號列出結果。對單元表進行求和，得到總力矩：命令：SSUMGUI:Main MenuGeneral PostprocElement TableSum of Each Item注意：對有速度效應的區域（KEYOPT(2) = 1），要對存儲在“實部解”和“虛部解”中的數據集進行求和，以得到時間平均力。Maxwell力矩ANSYS自動對定義了“Maxwell表面”標志“MXWF”的單元計算Maxwell力矩，其求解力矩的過程與求解洛倫茲力矩的過程一樣。如果通過FMAGBC將力矩設定為邊界條件，則可通過下面的命令或菜單簡單地獲取力矩值：命令：TORQ