搜索ansys电磁电机仿真：一步一步学 PExprt 和 Simplorer 联合仿真
2019-07-01 by:CAE仿真在线 来源:互联网
一步一步学 PExprt 和 Simplorer 联合仿真
关于 simplorer 的一些基本操作问题,大家可以到我的那个基础性的帖子中去了解一下:
借助 Simplorer 进行电路仿真
http://bbs.21dianyuan.com/142509.html
此篇联合仿真的帖子,要比上面基础性的帖子更深入一些。
大家都知道 ANSYS 公司的系列仿真软件相对于其他公司的仿真软件的优势在于:
可以多个软件互相合作进行多领域仿真,每个软件都有各自的优势和特点。
并且每个软件都互相留有其他软件相对应的接口,一个软件仿真晚了,可以将其仿真生产的模型导入下一个软件进行进一步的仿真。
ANSYS 的仿真软件很多,在这里我们就看看 PExprt (磁路仿真软件) 和 Simplorer (电路仿真软件) 两者之间是如何协同合作的吧。庄工在在线研讨会的资料中也讲到的两者是如何进行仿真的,并给出了例子:
上面给出的例程比较难,我们可以先从简单的开始,慢慢的去学习、熟悉。
下面,我们就开始体验 PExprt 和 Simplorer 的联合仿真吧。首先,我们利用 simplorer 仿真一个 BUCK 电路,然后利用 PExprt 设计 BUCK 电路中的电感,最后将设计好的模型导入 Simplorer 进行联合仿真。
BUCK 电路的工作情况
输入电压:42V0
输出电压:12V0
输出功率:60Wl
工作频率:200K
下面是在 Simplorer 中搭建 BUCK 电路的仿真模型,我们先从简单的模型入手,逐渐深入。
上图中的原件我们都可以从 simplorer 给出的仿真元件库中找到,基本的电阻电感电容可以从这里找到:
电压源和非理想 BUCK 开关模型可以从下面找到:
在这里我们用到的二极管,为非理想模型,我们可以借助基本原件库中的原件模型对其进行设置,下面是帮助文件中对原件模型的介绍:
下面是仿真输出的电压波形:
电感 L1 上的电压和电流波形:
可以新建波形,或者向已有的波形中添加波形方便对比:
提 示
给个小提示,经常我们有的时候要查看某个原件的电压和电流的时候发现其不在仿真输出当中,这是因为你没有勾选相应原件的电压电流等参数:
在 simplorer 中我们进行了简单的电路仿真之后,我们现在进入 PExprt 进行电感的设计,然后将在 PExprt 中设计好的电感模型再导入 simplorer 中进行联合仿真:
根据在 simplorer 中的仿真结果(重点是通过电感上的电压和电流波形,可以知道电感上的电流纹波大小),在 PExprt 中进行相应的参数输入:
输入参数完毕之后,接下来的任务就是选定一个品牌的磁性材料。具体的设计就交给 PExprt 吧,它会很快给出设计结果:
下面是 PExprt 运行完毕之后给出的设计结果;从设计结果中我们可以看到所有的组合类型(包括不同的磁芯,不同的磁性材料);
PExprt 还给出了每个组合的损耗图示,让设计者一目了然,可以很快的了解哪种组合的损耗最低。
PExprt 还给出了更加详细的数据:
选定一个损耗最低的进行模型生成,用于导入 simplorer 中进行仿真分析:
使用 PEmag 进行分析:
使用 PEmag 打开后的情形:
继续进行模型生成:
可以生成各种软件用的文件:
模型在 MAXWELL 2D 中:
借助 MAXWELL 2D 我们还可以查看损耗分布:
电流密度:
磁场:
能量:
生成 simplorer 的模版文件:
下面进入 simplorer,将 Pexprt 生成的电感模型导入进行分析,可以利用下面的命令导入:
下面是利用 pexprt 生成的模型,利用此模型可以测量电感的各种损耗,例如导线损耗,磁芯损耗,平均损耗等:
在模型上点击右键,我们还可以对模型进行相应的编辑:
用 PExprt 生成的模型来代替原来的电感,从而来验证 PExprt 设计的电感是否准确:
瞬态值:
从上面的仿真分析中,可以看出 PExprt 的设计结果是合理的,从而验证了 PExprt 可以帮助设计者很快的设计出合理的电感。
仿真完开环的 BUCK 之后我们来继续闭环的 BUCK。我们知道 simplorer 中含有各种反馈模型(包含了常用的 1 2 3 种模型),可以从开关电源库中找到。
一类补偿器-单极点补偿器:
二型:极点零点补偿器;
三型:双极点双零点补偿器:
下面我们利用三型进行仿真电路的搭建:
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