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第十六 电路 分析
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第十六章 电路分析16.1 什么是电路分析电路分析可以计算源电压和源电流在电路中引起的电压和电流分布。分析方法由源的类型来决定:源的类型分析方法交流(AC)谐波分析 直流(DC)静态分析 随时间变化瞬态分析要在电磁学分析中用有限元来模拟全部电势,就必须提供足够的灵活性来模拟载流电磁设备。ANSYS程序对于电路分析有如下性能:用经过改进的基于节点的分析方法来模拟电路分析可以将电路与绕线圈和块状导体直接耦合2-D和3-D模型都可以进行耦合分析支持直流、交流和时间瞬态模拟ANSYS程序中先进的电路耦合模拟功能精确地模拟多种电子设备,:螺线管线圈变压器交流机械16.2 使用CIRCU124单元ANSYS提供一种通用电路单元CIRCU124对线性电路进行模拟,该单元求解未知的节点电压(在有些情况下为电流)。电路由各种部件组成,如电阻、电感、互感、电容、独立电压源和电流源、受控电压源和电流源等,这些元件都可以用CIRCU124单元来模拟。注:本章只描述CIRCU124单元的某些最重要的特性,对该单元的详细描述参见《ANSYS单元手册》。16.2.1 可用CIRCU124单元模拟的电路元件对CIRCU124单元通过设置KEYOPT(1)来确定该单元模拟的电路元件,如下表所示。例如,把KEYOPT(1)设置为2,就可用CIRCU124来模拟电容。对所有的电路元件,正向电流都是从节点I流向节点J。表1CIRCU124单元能模拟的电路元件电路元件及其图形标记KEYOPT(1)设置实常数电阻(R)0R1=电阻(RES)电感(L)1R1=电感(IND)R2=起始电感电流(ILO)电容(C)2R1=电容(CAP)R2=起始电容电压(VCO)互感(K)8R1=初级电感(IND1)R2=次级电感(IND2)R3=耦合系数(K)电压控制电流源(G)9R1=互导(GT)电流控制电流源(F)12R1=电流增益(AI)电压控制电压源(E)10R1=电压增益(AV)电流控制电压源(H)11R1=互阻(RT)绕线圈电流源(N)5R1=系数(SCAL)2D块状导体电压源(M)6R1=系数(SCAL)3D块状导体电压源(P)7R1=系数(SCAL)注意:全部的电路选项如上表和下图图1所示,ANSYS的电路建模程序自动生成下列实常数:R15(图形偏置,GOFFST)和R16(单元识别号,ID)。本章下一节将详细讨论电路建模程序。下图显示了利用不同的KEYOPT(1)设置建立的不同电路元件,那些靠近元件标志的节点是“浮动”节点(即它们并不直接连接到电路中)。16.2.2 CIRCU124单元的载荷类型对于独立电流源和独立电压源可用CIRCU124单元KEYOPT(2)选项来设置激励形式,可以定义电流或电压的正弦、脉冲、指数或分段线性激励。详细的载荷函数图和相应的实常数请参见《ANSYS单元手册》。16.2.3 将FEA(有限元)区耦合到电路区可将电路分析的三种元件耦合到FEA区,图2所示的这三种元件直接连接到有限元模型的导体上(耦合是在矩阵中进行耦合的,因此只能为线性的):在绞线圈连接中不能存在涡流,磁矢势(MVP)和电流决定线圈电压,连接的电路方程为:上述方程中,Rc为线圈电阻,nc为匝数,Sc为线圈横截面积在块导体连接中可以考虑集肤效应,导体中的MVP和电压决定总电流,连接的电路方程为: 上述方程中,LC是导体长度,ΔV是电压降。ANSYS程序通过电路元件和FEA导体单元上两个附加的自由度来达到耦合的目的,这些自由度特性如下:CURR—流过电路和模型导体的电流EMF—模型导体(2D绞线圈、2D块导体和3D线圈导体)的电压降VOLT—3D块状导体内的电位16.3 使用CIRCU125单元可以用CIRCU125单元为通用二极管和齐纳二极管建模。使用此单元时,请注意:在二极管任何状态下,其I-U曲线的分段线性特性对应于一个Norton 等效电路,这个等效电路有一个动态阻抗(在工作点反向倾斜)和一个电流源(在I-U曲线的切线和I轴相交)。如果电压降比二极管(通常是理想二极管)的导通电压低很多,则在提取由单元misc记录号提供的单元电压降、电流、焦耳热损耗计算数据时会提示有取消错误。要获得更准确的结果,需要通过提取单元的反力来获得单元电流,并根据二极管状态和I-U曲线重新计算电压。可以在后处理器中画二极管的能量和状态图若AUTOTS打开,则按照标准的ANSYS自动时间步长功能来确定求解时间步长。程序根据动态系统的特征值来估计时间步长。当状态变化方向是按照预期估计的方向进行,则单元会发出调小时间步的信号,与接触单元间隙闭合类似。CIRCU125单元是高度非线性单元。要获得收敛结果,通常需要定义收敛标准,而不是仅用缺省值。用CNVTOL,VOLT,,0.001,2,1.0E-6来改变收敛标准。16.4 使用电路建模程序对于所有电路分析,首先需要用CIRCU124, CIRCU125, TRANS126, COMBIN14, COMBIN39,和MASS21单元来建立电路模型。建立电路模型的首选是使用ANSYS的电路建模程序,这是一个通过ANSYS图形用户界面(GUI)提供交互式处理的专用模块,它可以完成如下功能:可以用鼠标来选择电路元件并把它们放置在电路中所要求的位置交互式建立电路模型给电路元件赋予“实”常数并进行编辑给独立源赋予激励以图形的方式验证所加激励以交互的方式来和FEA区进行连接可对电压源和电流源元件定义源载荷电路建模程序可生成单元类型、实常数、定义节点和单元。支持多种单元类型。和使用其他GUI特性一样,电路建模程序把用于建立电路模型的全部命令都写入记录文件(LOG文件)。GUI提供专用的“wire element”选项。可以方便的用“wire”连接各个电路。Wire表示连接两点间的一小段短电路(导电率无穷大)。MESH200单元只用来进行可视化的表示。Wire两端的节点要进行电压耦合(CP命令),如果两段或更多段Wire连接在一起,则所有的节点都要进行电压耦合。删除其中的一段,则所有连接在一起的Wire单元、节点耦合集以及所有没有与非“Wire”单元连接的节点都要被自动强行删除。16.4.1 建立电路为了建立电路,应激活ANSYS 的GUI和使用下面描述的步骤。在此也给出有关电路建模的补充提示: 电路图标都是固定尺寸,通过电路建模程序的“Center WP”选项可以设置图形的焦点和距离(Main Menu>Preprocessor>-Modeling-Create>Circuit>Center WP)。对电路图标进行放缩或者改变电路布线的宽度,使用电路建模程序的"Scale Icon" 选项(Main Menu>Preprocessor>-Modeling-Create>Circuit>Scale Icon.)。 可以考虑显示两个窗口:一个是电路,另一个为所建模型 记住要将电路中的一个节点接地(通过GUI:Main Menu>Preprocessor> Loads> - Loads - Apply >-Electric-Boundary>-Voltage-On Nodes,或者用D命令)。建模步骤如下:1.点取菜单路径Main Menu>Preferences,选项对话框出现。2.如果打算做电路电磁耦合分析,选取“Electromagnetic”。如果仅仅只做电路分析,则选取“Electric”。3.点取Utility Menu>File>Change Jobname.对话框出现,为你的分析定义工作名,然后单击OK按钮。4.点取Utility Menu>File>Change Title,在对话框内为你的分析规定一个标题名,然后单击OK。5.点取Main Menu>Preprocessor>Create>Circuit,出现电路建模菜单。6.如果需要把电路的放置远离目前的有限元模型(例如耦合电磁—电路分析),则在实用命令菜单中,使用工作平面(WorkPlane)选项,把工作平面原点移动到要开始建立电路模型的位置(否则,则跳过此步)。电路的位置可以是任意的,且不影响分析结果。为了方便起见,可使用Main Menu>Preprocessor>-Modeling-Create>Circuit>Center WP来使工作平面原点处于图形窗口的中心。7.从电路建模菜单中选择所需电路元件且遵照ANSYS输入窗口中的提示来建立模型。通常是先用鼠标确定单元的I和J节点的位置,然后选取I—J线的一个偏置位置来为电路元件定位。每种电路单元的长度和相对于其他电路单元位置可以是任意的,且不影响分析结果。一旦已定义好全部所需位置,将弹出一个对话框,要求输入ID号(单元号)和实常数。如果单元的图标尺寸太小,或电线太细,可通过Main Menu>Preprocessor >- Modeling -Create>Circuit>Scale Icon来调整图标显示8.建立好电路后,如果必要的话,可以验证和修改数据。Plot Waveform菜单用于绘图和验证输入负载的波形。另一个菜单,Edit Real Cnst,用于校核和修改任何电路元件的实常数。删除特定的电路元件的方式是Main Menu>Preprocessor>Delete。电路建模程序是建立电路模型的最方便的方法,也可以不用该程序,通过直接定义节点、单元类型、单元和实常数来建立模型。一旦你建好电路,你可以进行静态、谐波或瞬态分析(源项确定了分析类型)16.5 避免电路不合理应该避免建立不合理电路,下面叙述不合理电路的情况:16.5.1 DC(直流)和谐波分析16.5.1.1电压源不要构成一个回路在图3中,根据Kirchoff(克希荷夫)回路方程,节点1和2之间电压会是多少?V1和V2不相等,电势不合理。注意到在右图中电压发生器形成一个回路,即使电压V1和V2一致,也会导致数值求解错误。图4图5是更复杂的不合理电路:16.5.1.2电流源不要形成短路在左下图6中,检查节点1的 Kirchoff(克希荷夫)节点方程,怎么平衡?如果I1≠I2,则平衡不为零,电流不合理。即使I1=I2,数值求解也会错误。右下图7所示的电路更为复杂。这里,电流源没有公共节点,但在图中所示的“超节点”上合乎Kirchoff节点定律。“超节点”称为短路。不能形成短路,即,不允许建立只有流入电流的超节点。16.5.2 瞬态分析16.5.2.1电容和电压源不要形成回路在瞬态分析中,当t=0时,电容就相当于一个电压源,其电压为电容的起始电压,如右图图8所示。在右下图9中,当开关刚闭合时,左侧电路的起始电流分布能用右侧的等效电路来计算。这是一个不合理电路(会产生无穷大电流),因为电压源成了回路,不满足DC/AC电路中电压源不能形成回路的要求。16.5.2.2 电感和电流源不应短路在瞬态分析中,当t=0时,一个电感就相当于是一个电流源,其电流为赋予的初始电流,如下面图10所示。在图11中,当开关刚闭合时,左侧电路的起始电压分布可以用右侧的等效电路来计算。这是一个不合理电路(会产生无穷大电压),因为电流发生器形成一个了短路。这些电路是矛盾的。如果用户不申明,ANSYS不会自动检测出这些矛盾。16.6 静态(直流)电路分析静态(DC)电路分析用以确定一个受外加直流源电压或直流源电流的电路中的电压和电流分布,静态电路分析支持所有的电路元件。16.6.1 建立静态电路分析模型在一个静态分析中,ANSYS程序把电容当作开路处理,把电感当作短路处理。可以用一个小电阻表示短路,但正确地表示短路条件的方式是耦合电感器两个节点的电压自由度:命令:CPGUI:Main Menu>Preprocessor>Coupling/Ceqn/Couple DOFs一旦建好电路模型,就可以加载和求解,然后观察结果。16.6.2 加载和求解此步定义分析类型和选项、加载和开始有限元求解。步骤如下:16.6.2.1进入求解器命令:/SOLUGUI:Main Menu>Solution16.6.2.2定义分析类型在GUI方式中,点取菜单路径Main Menu>Solution>New Analysis,并选择静态分析如果这是一个新分析,发命令ANTYPE,STATIC,NEW重启动分析通常只使用于瞬态分析中。16.6.2.3在模型上加载通常,在电路建模程序中用单元实常数为电路定义源载荷,除了源载荷以外,其它“负载”只有接地节点特性VOLT=0,用下列方法之一定义VOLT=0:命令:DGUI:Main Menu>Solution>Loads-Apply>-Electric-Boundary>-Votage-On Nodes使用下列方法之一,可以修改源载荷:命令:R,RMODIFGUI:Main Menu>Solution>Other>Change RealConstRMODIF命令没有相应的图形用户界面菜单的。16.6.2.4备份数据库可以使用SAVE命令或工具条上的SAVE_DB按钮来存储ANSYS数据库备份。16.6.2.5 开始求解命令:SOLVEGUI:Main Menu>Solution>Current LS16.6.2.6 结束求解命令:FINISHGUI:Main Menu>Finish16.6.3 观察静态电路分析的结果ANSYS程序把静态(直流)电路分析的结果写入结果文件Jobname.RTH中,结果中有两种类型的计算数据:节点电压(VOLT)和节点电流(CURR),另外,还可以得到每个单元的如下导出数据:单元电压降(VOLTAGE)单元电流(CURRENT)单元控制电压(CONTROL VOLT)单元控制电流(CONTROL CURR)单元能量(POWER)单元加载(SOURCE)关于导出结果的详细信息,可参见ANSYS单元手册。进入通用后处理器中:命令:/POST1GUI;Main Menu>General Postproc用下列方法之一,把结果文件中的数据读入数据库:命令:SETGUI:Utility Menu>List>Results>Load Step Summary列表显示节点计算数据(电压和电流):命令:PRNSOLGUI:Main Menu>General Postproc>List Results>Nodal Solution列表显示单元导出数据:命令:PRESOLGUI:Main Menu>General Postproc>List Results>Element Solution16.7 谐波(交流)电路分析谐波(交流)电路分析用以确定一个加载外部交流电压或交流电流的电路中的电压和电流分布。谐波电路分析可以分析所有的电路元器件。16.7.1 建立谐波电路分析模型见前面“使用电路建模程序”一节。16.7.2 加载和求解此步定义分析类型和选项、加载和开始有限元求解。步骤如下:16.7.2.1 进入求解器命令:/SOLUGUI:Main Menu>Solution16.7.2.2 定义分析类型在GUI方式中,点取菜单路径Main Menu>Solution>New Analysis,并选择Harmonic选项。如果这是一个新分析,发命令ANTYPE,HARMIC,NEW16.7.2.3 选择方程求解器命令:EQSLVGUI:Main Menu>Preprocessor>Loads>Analysis Options使用CIRCU124单元进行分析时,只能使用波前求解器(Frontal,缺省)或稀疏矩阵求解器(Sparse)来进行求解计算。16.7.2.4 确定求解数据的列表显示格式需要确定在打印输出文件Jobname.OUT中列表显示的谐波电压和电流的显示方式,可以选择以实部和虚部(缺省)的形式或以振幅和相位角的形式,方式如下:命令:HROUTGUI;Main Menu>Solution>Analysis Options16.7.2.5 在模型上加载通常,在电路建模程序中用单元实常数为电路定义源载荷,除了源载荷以外,其它“负载”只有接地节点特性VOLT=0,用下列方法之一定义VOLT=0:命令:DGUI:Main Menu>Solution>Apply>Potential>On Nodes使用下列方法之一,可以修改源载荷:命令:R,RMODIFGUI:Main Menu>Solution>Other>Change RealConstRMODIF命令是没有相应的图形用户界面菜单的。16.7.2.6 定义载荷步选项定义谐波分析的工作频率(HZ)范围:命令:HARFRQGUI:Main Menu>Solution>Load Step Opts-Time/Frequenc>Freg and Substps唯一能定义的通用选项为谐波求解数。谐波求解数可以是任意的,且这些数(子步数)在规定的工作频率范围内均匀分布。例如,如果在50到60HZ频率范围内,定义了10次求解,ANSYS程序将计算的频率值为51,52,53,…,59和60HZ, ANSYS程序不对频率范围的下限值(此处为50)做计算。定义谐波求解数的方式如下:命令:NSUBSTGUI:Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Time/Frequenc>Freg and Substps16.7.2.7 备份数据库可以使用SAVE命令或工具条上的SAVE_DB按钮来存储ANSYS数据库备份。16.7.2.8 开始求解命令:SOLVEGUI:Main Menu>Solution>Current LS16.7.2.9 进行另外的加载如果需要计算其他加载情况,重复4步到6步。16.7.2.10结束求解命令:FINISHGUI:Main Menu>Finish16.7.3 观察谐波电路分析的结果ANSYS程序把谐波电路分析的结果写入结果文件Jobname.RTH中。其结果与输入源载荷不同相(即它们滞后于输入源载荷),因而它们是复数形式的,结果的计算和存储都是以实部和虚部分量的形式进行的。计算结果有两种数据:节点电压(VOLT)和节点电流(CURR)。谐波电路分析的导出数据与静态电路分析相同,且用相同的步骤观察结果。对于谐波分析,也可以在单元表内存储每个单元的结果并作相应的显示:命令:PRETABGUI:Main Menu>General Postproc>List Results>Elem Table Data16.8 瞬态电路分析瞬态电路分析是分析受到随时间变化的源电压或源电流作用的电路,该分析用于确定在电路中与时间成函数关系的电压和电流,瞬态电路分析可以分析所有的电路元器件。16.8.1 建立瞬态电路分析模型与本章前面“电路建模程序”一节中描述的过程一致。在电路建模程序中,需要以实常数的方式定义如下载荷:独立电流源和独立电压源的源载荷初始条件,如电感的初始电流、电容的初始电荷波形式的载荷,可以是正弦、脉冲、指数或分段线性的载荷(详见ANSYS单元手册对CIRCU124单元描述)一旦建立好电路模型,就可以加载、求解、并观察结果,做瞬态电路分析时,应注意如下几点:瞬态电路分析不能使用ANSYS的自动时间步特性。但可以用此功能来斜坡处理时间步(每次时间步增加3倍,直到达到最大时间点)在瞬态求解过程中,可以改变实常数,但只有在重启动分析中这样做才能得到精确的结果,通常可通过该功能来模拟带电阻的开关。对于处理瞬态分析的结果,ANSYS GUI专门有一部分用于电路单元,它可以处理节点电压和电流,以及特定的单元结果。16.8.2 加载和求解此步定义分析类型和选项、加载和开始有限元求解。步骤如下:16.8.2.1 进入求解器命令:/SOLUGUI:Main Menu>Solution16.8.2.2 定义分析类型在GUI方式中,点取菜单路径Main Menu>Solution>New Analysis,并选择Transient选项如果这是一个新分析,发命令ANTYPE,TRANSIENT,NEW可以在前面已经完成了一个瞬态分析的基础上重启动一个瞬态分析,并且可在重启动时改变单元实常数,重启动分析的前提条件是前一次分析的Jobname.EMAT、Jobname.ESAV和Jobname.DB文件都还存在。16.8.2.3 选择方程求解器命令:EQSLVGUI:Main Menu>Preprocessor>Loads>Analysis Options使用CIRCU124单元进行分析时,只能使用波前求解器(Frontal,缺省)或稀疏矩阵求解器(Sparse)来进行求解计算。16.8.2.4 在模型上加载通常,在电路建模程序中用单元实常数为电路定义源载荷,除了源载荷以外,其它“负载”只有接地节点特性VOLT=0,用下列方法之一定义VOLT=0:命令:DMain Menu>Solution>Apply>Potential>On Nodes使用下列方法之一,可以修改源载荷:命令:R,RMODIFGUI:Main Menu>Solution>Other>Change RealConstRMODIF命令是没有相应的图形用户界面菜单的。16.8.2.5 定义载荷步选项为了在分析中包含瞬态效应,则必须打开时间积分效应,否则将执行静态解。在瞬态分析中,缺省为时间积分效应打开,但可以关闭它们已获得静态解。打开或关闭时间积分效应的方式如下:命令:TIMINTGUI:Main Menu>Solution>Time /Frequenc>Time Integration16.8.2.5.1通用选项可以定义瞬态分析的三种通用选项:时间、积分时间步长和自动时间步长功能定义载荷步终止时间的方式如下:命令:TIMEGUI:Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Time/Frequenc>Time and SubstpsMain Menu>Solution>-Load Step Opts-Time/Frequenc>Time-Time Step积分时间步长是时间积分方案所用的时间增量,时间步长的大小直接影响求解精度,较小值有较高的精度。确定时间步长的方式如下:命令:DELTIMGUI:Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Time/Frequenc>Time-Time Step在上述命令中,用DTIME确定起始时间步长,DTMIN确定最小时间步长, DTMAX确定最大时间步长。虽然在电路分析中不能使用自动时间长功能来自动地增减时间步长,但可以用它来按每步时间增加3倍的方式从起始时间步长到最后时间步长自动进行分步求解。打开自动时间步长功能的方式如下:命令:AUTOTSGUI:Main Menu>Solution>Load Step Opts-Time/Frequenc>Time and SubstpsMain Menu>Solution>Load Step Opts-Time/Frequenc>Time-Time Step当源载荷波型存在尖锐变化时,应把一个瞬态分析分成几个载荷步来进行求解。在这些尖锐过渡时间点处,应定义一个新的载荷步并在有必要的情况下重新定义时间步选项,以便在过渡点处取得一个较小的初始时间步长。16.8.2.5.2 输出控制可以在打印输出文件(Jobname.OUT)中包含任何结果数据。用下面方法控制这种结果的输出:命令:OUTPRGUI:Main Menu>Solution>Output Ctrls>Solu Printout在缺省设置下,打印输出的是概总信息。控制写入结果文件(Jobname.RTH)的数据的方式如下:命令:OUTRESGUI:Main Menu>Solution>Output Ctrls>DB/Results File注意:在缺省设置下,ANSYS程序只把每个载荷步最后子步的结果写入结果文件,如果要把全部子步的结果都写入结果文件内,则应把FREQ设置为ALL或1。16.8.2.6 建立载荷步文件必须把每个载荷步写到载荷文件中。重复进行上面的加载、定义载荷步选项和写载荷步文件的操作,直到全部载荷步被定义完为止。写载荷步文件的方式如下:命令:LSWRITEGUI:Main Menu>Solution>Write LS File16.8.2.7 保存数据库文件用SAVE命令或者用工具条上SAVE_DB按钮保存ANSYS数据库备份16.8.2.8 开始求解命令:LSSOLVEGUI:Main Menu>Solution>From LS Files16.8.2.9 结束求解命令:FINISHGUI:Main Menu>Finish16.8.3 观察瞬态电路分析的结果ANSYS程序把静态(直流)电路分析的结果写入结果文件Jobname.RTH中,结果中有两种类型的计算数据:节点电压(VOLT)和节点电流(CURR),另外,还可以得到每个单元的如下导出数据:单元电压降(VOLTAGE)单元电流(CURRENT)单元控制电压(CONTROL VOLT)单元控制电流(CONTROL CURR)单元能量(POWER)单元载荷(SOURCE)关于导出结果的详细信息,可参见ANSYS单元手册。可以通用后处理器在POST1,或者时间厉程后处理器POST26中观察分析结果。POST1允许在特定时间点观察整个模型的结果,POST26允许在模型的特定点观察在整个瞬态时间内的结果。16.8.3.1使用POST26命令:/POST26GUI:Main Menu>Time Hist Postpro把结果文件数据读入数据库:命令:SETGUI:Utility Menu>List>Results>Load Step SummaryPOST26基于结果表进行工作,结果表也称为“变量”,它是时间的函数。每个变量要赋予一个参考号数,变量数1保存的是时间。定义变量的方式如下:为计算数据定义变量:命令:NSOLGUI:Main Menu>Time Hist Postpro>Elec&Mag>Circuit>Define Variables为单元数据(推导数据)定义变量:命令:ESOLGUI:Main Menu>Time Hist Postpro>Elec&Mag>Circuit>Define Variables为反应数据定义变量:命令:RFORCEGUI:Main Menu>Time Hist Postpro>Elec&Mag>Circuit>Define Variables一旦已定义好变量,就可以把它们与时间的关系或与其它变量的关系以图形的方式绘制出来,方式如下:命令:PLVARGUI:Main Menu>Time Hist Postpro>Graph Variables使用下列方法之一能列出变量的极限值:命令:EXTREMGUI:Main Menu>Time Hist Postpro>List Extremes通过时间历程曲线图可以找出对整个模型有重要意义的时间点,然后在该关键时刻点处就可以用POST1作进一步的后处理。16.8.3.2使用POST1使用POST1的第一步是读取将要观察的时刻处的结果数据。为此,利用SET命令中的TIME或它的等效菜单路径(Utility Menu>List>Results>Load Step Summary)来读取结果。如果在规定的时刻并没有现存的结果可以利用,ANSYS会做线性插值计算以得到该时刻的结果。如果所定义的时间超过最大的瞬态计算时间,ANSYS会使用最后一个时间点的数据代替(也可以用它们的载荷步和子步数来读取结果)。利用下面的方法之一,列出节点计算数据(电压和电流):命令:PRNSOLGUI:Main Menu>General Postpro>List Results>Nodal Solution利用下面的方法之一,列出单元导出结果:命令:PRNSOLGUI:Main Menu>General Postpro>List Results>Element Solution16.9 谐波电路分析算例(命令流)该电路由两个电阻、一个电感、一个独立电压源、一个独立电流源、和一个电流控制电流源构成,如图所示,要确定电路中第4个节点处的电压。该算例的命令流如下:/BATCH,LIST/PREP7/TITLE, AC CIRCUIT ANALYSIS/COM,SEE SCHAUMS OUTLINE "BASIC CIRCUIT ANALYSIS", 2ND ED, 1992,/NOPRET,1,CIRCU124,4! VOLTAGE SOURCEET,2,CIRCU124,3! CURRENT SOURCEET,3,CIRCU124,0! RESISTOR ET,4,CIRCU124,1! INDUCTORET,5,CIRCU124,12! CURRENT CONTROLLED CURRENT SOURCER,1,15,30! VOLTAGE SOURCER,2,5,-45! CURRENT SOURCER,3,3! R1R,4,2! R2R,5,4! L1R,6,-3! CCCS GAINN,1NGEN,10,1,1,1,1TYPE,1REAL,1E,2,1,7! V1TYPE,3REAL,3E,2,3! R1TYPE,4REAL,5E,3,1! L1TYPE,3REAL,4E,3,4! R2TYPE,5REAL,6E,3,4,5,2,1,7! CCCSTYPE,2REAL,2E,1,4! C1FINISH/SOLUANTYP,HARMD,1,VOLT,0PI=4*ATAN(1)HARFRQ,1/(2*PI)OUTPR,ALL,ALLHROUT,OFFSOLVEFINISH/POST1SET,1,1! READ IN REAL SOLUTIONPRESOL,ELEM! PRINT CIRCUIT SOLUTION PER ELEMENTSET,1,1,,1! READ IN IMAGINARY SOLUTIONPRESOL,ELEM! PRINT CIRCUIT SOLUTION PER ELEMENTFINISH该算例的理论解是:4号节点: V=14.44-j1.4116.10 二极管电路分析算例(命令流)本例计算的是一个使用理想二极管的半波整流电路,如图12所示。命令流文件如下:/BATCH/TITLE,SIMPLE HALF WAVE RECTIFIER WITH IDEAL DIODE/NOPR/COMVs = 135*SIN(2*PI*T) VOLTS/OUT,SCRATCHPI = 4*ATAN(1)/PREP7R,1,,135,1,! SET UP SINUSOIDAL VOLTAGE SOURCEN,1,-0.85,0.4,0 N,2,-0.85,0.25,0RMOD,1,15,0,1ET,1,CIRCU124,4,1TYPE,1REAL,1MAT,1!*N,3,-0.85,0.325,0E,1,2,3! CREATE IND. SINUSOIDAL VOLT SOURCER,2,2500,! SET UP 2500 OHM RESISTORN,4,-0.75,0.4,0 N,5,-0.75,0.25,0RMOD,2,15,0,2ET,2,CIRCU124,0,0TYPE,2REAL,2MAT,1E,4,5! CREATE 2500 OHM RESISTOR!!!THE FOLLOWING COMMANDS ARE USED TO SET UP THE IDEAL DIODEET,3,125,R,3 TYPE,3REAL,3E,1,4!! APPLY GROUND TO CIRCUIT!D,2,VOLT,0D,5,VOLT,0ALLSEPLOTFINISH! SOLVE NON-LINEAR CIRCUIT WITH T = 0 TO 1.5!/SOLUANTYPE,TRANS! TRANSIENT ANALYSISOUTRES,ALL,ALL,TIME,1.5AUTOTS,1! AUTO TIME STEPPING DELTIM,0.01,0.01,0.04 ! 0.01 < TIME STEPPING < 0.04 CNVTOL,VOLT! CONVERGANCE CRITERIASOLVEFINISH/POST26 NSOL,2,4,VOLT,,/OUTPRVAR,2,/AXLAB,Y,OUTPUT POTENTIAL (VOLT)PLVAR,2,! PLOT THE OUTPUT VOLT整流电路输出电压结果为图13所示:16.11 其他例题VM117—网路中的电流VM207—外部电路激励绞线圈
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