2．2 结果分析

首先反查网格、输入的正确与否，见如下图（7）、图（8）、图（9）所示，结果可用。漏磁场、电动力密度分布如图（10）、图（11）所示。铁芯材料饱和磁感应强度1．95T，可见t＝0s时刻，对应于A相电流最大，A相芯柱已达饱和，A相高低压线圈间漏磁最大，漏磁云图如图（12）所示，辐向漏磁和轴向漏磁分别如图（13）、图（14）所示。类似的可以分析其它时刻另外B／C两柱的饱和情况与理论相符。轴向和辐向漏磁的仿真设置步骤如下图（15）、图（16）、图（17）所示。具体步骤如下：打开Caculator场计算器，Input一栏选择Quantity，然后选择磁感应强度B，接着在Vector栏选择Scal？，分别选择ScalarX（辐向磁感应强度分量）、ScalarY（轴向磁感应强度分量），并分别写出辐向磁感应强度分量表达式，存为Named Expression 表达式，给出一个名称例如Bx即可进行输出。同样地方法，可以输出轴向磁感应强度。

图（7）  网格划分

图（8）高压侧输入电流

图（9）低压侧输入电流

图（10）t＝0s时刻磁感应强度分布

图（11）t＝0s时刻电磁力密度

图（12）幅值磁感应强度    图（13）辐向磁感应强度    图（14）轴向磁感应强度

图（15） 求取磁感应矢量x（辐向）分量

图（16） 求取磁感应矢量x（辐向）分量

图（17） 输出辐向磁感应强度

2．3 定性分析与仿真对比

在Eddycurrent求解器中，可以输出窗口内漏磁场的辐向磁感应强度、轴向磁感应强度随着空间的变化情况如下图（18）、图（19）所示。图（18）、图（19）是在原副边的窗口内画一条线（如图（20）所示红色线框内的蓝色线条）线上取出的磁感应强度值。图（18）可看出辐向磁感应强度两端大中间小。图（19）可看出轴向磁感应强度两端小中间大。定性分析以绕组中心点展开，根据安匝定律，轴向与辐向磁感应强度大小变化与仿真一致。从图（18）可看出，辐向磁感应强度较小，可见横向漏磁较小。从图（19）可看出，轴向磁感应强度较大，可从设计的角度进行适当优化设计。

图（18） 输出辐向磁感应强度

图（19） 输出轴向磁感应强度

图（20） 原副边绕组中间的磁感应强度取值线条

3 Mechanical抗短路能力校核

辐向力对内绕组是向内的压力（压缩应力），对外绕组是向外的张力（拉应力）。辐向力的故障模式结合向内和向外的力不同，向外的拉应力以导线材料的弹性极限判断，向内的压缩力取决于材料的弹性模量和几何结构。轴向力作用下绕组的故障类型有几类，需要结合产品设计采用相应的判据。如上文所述，电磁分析可以获得空间和时间域内的电动力分布，仿真流程上，Maxwell和Mechanical在Workbench下耦合如图（21）所示。耦合方式相同．Mechanical 仿真获得形变云图、最大应力点等物理量，判据上结合动稳定和热稳定进行相应的分析和判断。

图（21）ANSYS Workbench平台

图（22）导入电磁力

图（23）高压线圈向外鼓趋势

图（24）低压线圈向内凹趋势

根据计算，低压绕组最大应力出现在最外圈的上端，为30kg／cm＾2，高压绕组的最大应力出现在最内圈的下端，最大应力为87kg／cm＾2，高压绕组轴向力为250N，低压绕组轴向力为3707N，均满足此次设计要求。

4 总结

本文通过三维仿真求得了电动力密度的分布。并通过二维漏磁场的仿真获得了轴向和辐向磁感应强度分布。仿真结论和定性分析相吻合，借此设计工程师可以参考漏磁场改善设计，进一步提升设计的可靠性。

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