Использование переменных во внешней схеме ANSYS Maxwell

Нижеприведенные инструкции актуальны для ANSYS Release R17.x / Electronics Desktop 2016.х и могут быть не актуальными для ранних версий. Последующие обновления также могут повлиять на работоспособность тех или иных рекомендаций.

Параметры компонентов во внешней электрической схеме ANSYS Maxwell могут быть назначены с помощью переменных в Maxwell Circuit Editor. Эти переменные могут быть «переданы» из внешней схемы в нестационарный и гармонический решатели ANSYS Maxwell для параметрического и оптимизационного анализа параметров цепи, а также могут быть связаны с другими переменными моделирования в ANSYS Maxwell.

Прямая связь внешней цепи с ANSYS Maxwell применима как к двумерным, так и к трехмерным задачам нестационарного и гармонического решателей. Переменные в цепи могут быть использованы для любых параметров компонентов схемы: линейных пассивных компонентов и ​​источников в гармоническом решателе, а также нелинейных компонентов и ​​переключателей в нестационарном решателе.

Рассмотрим нестационарную модель из вложения, которая представляет собой простую катушку с подключенной внешней схемой. Последующие шаги поясняют, как вводятся переменные для компонентов цепи.

Решение:

Перечислим основные шаги и разберём каждый из них:

1. Определение переменных в редакторе схем Maxwell Circuit Editor
2. Экспорт цепи и подключение её к модели ANSYS Maxwell
3. Создание переменных в ANSYS Maxwell для связи с переменными схемы.

Эта процедура позволит переменным цепи быть доступными напрямую в ANSYS Maxwell, которые вы можете изменять, как и любые другие переменные, например, геометрические размеры, возбуждение и т.д.

 

Замечание: Эти переменные не могут быть функциями внутренней переменной “Time”. Таким образом любая переменная внешней схемы, определённая, как функция времени, будет оцениваться только на первом временном шаге (Time = 0 с).

 

Шаг 1. Определение переменных в редакторе схем Maxwell Circuit Editor

В примере из вложения подготовлена модель и внешняя схема возбуждения. Добавим переменную для сопротивления обмотки и обоих источников напряжения.

  

Внешняя схема возбуждения

В ANSYS Elecronics desktop дважды щелкните имя дизайна MaxCir в диспетчере проектов, чтобы открыть схему возбуждения для модели Maxwell. Значения для резисторов и источников напряжения заданы константами. Дважды щелкните резистор в цепи, чтобы открыть его свойства. В столбце Value для сопротивления R измените значение с 25 на переменную R_coil.

Добавление переменной к значению сопротивления

Когда вы подтверждаете ввод переменной появляется окно с определением значения новой переменной. Нажмите «ОК», значение сопротивления теперь является переменной.

Повторите процедуру для амплитуд двух синусоидальных источников напряжения. Дважды кликните на верхний источник напряжения (50 Гц) и измените вход Va амплитуды напряжения на Vpeak_50Hz. Дважды щелкните по источнику низкого напряжения (1000 Гц) и измените амплитуду входного напряжения Va на Vpeak_1000Hz.

 

Вместо констант в цепи отображаются имена переменных

 

В результате в проекте цепи должны присутствовать три переменные. Вы можете увидеть значения переменных, щелкнув имя дизайна («MaxCir» в менеджере проектов) или в меню Maxwell Circuit > Design Properties.

Список всех переменных цепи

 

Шаг 2. Экспорт цепи и подключение её к модели ANSYS Maxwell.

 

Экспортируйте схему в файл с помощью меню Maxwell Circuit > Export Netlist. Экспорт производится в любую временную папку в формате. sph (например, WS3_2_circ_var.sph). Этот файл содержит соответствующие электрические соединения цепи без графического отображения.

 

Вернитесь к проекту ANSYS Maxwell BE_Trans_Circuit в менеджере проектов. Используйте меню Maxwell 2D/3D > Excitations > External Circuit > Edit External Circuit для вызова интерфейса работы с внешней схемой. Импортируйте подготовленную схему в формате *.sph через меню Import Circuit Netlist…. 

Интерфейс работы с внешней цепью

Файл списка соединений теперь привязан к нестационарной задаче ANSYS Maxwell и включает переменные схемы, которые необходимо определить, как переменные ANSYS Maxwell, чтобы иметь возможность быстро изменять их и задействовать в параметрических и оптимизационных расчётах.

Отображение назначенных переменных

Шаг 3. Создание переменных в ANSYS Maxwell для связи с переменными схемы.

В окне Edit External Circuit перейдите на вкладку “Parameter Values”. В этой вкладке отображаются три переменные цепи и их значения. Значения переменных возможно редактировать в столбце Value. Обратите внимание, что значения переменных подразумеваются в тех единицах, которые были использованы в компонентах схемы при её создании.  В столбце «Значение» также указывается переменная Максвелла для выполнения разверток и оптимизации.

Для связи переменных из Circuit Editor с переменными ANSYS Maxwell необходимо в поле “Value” ввести имя новой переменной, которая будет доступна в ANSYS Maxwell. В поле значения переменной R_coil схемы вместо значения 25 введите имя новой переменной Rcoil. Вы можете ввести номинальное начение сопротивления 25 без указания единиц измерения, так как они наследуются из редактора схем. Это создаст переменную Maxwell со значением по умолчанию 25Ом.

Связь переменных Maxwell и внешней схемы управления.

Вы можете повторить операции по связи с другими переменными цепи. Созданные переменные в ANSYS Maxwell будут полезны для:

• Подбор в ручном режиме
• Настройка через скрипты
• Анимация результатов
• Создание отчетов и семейств кривых
• Параметрические развертки (с лицензией Optimetrics),
• Оптимизация (с лицензией Optimetrics).

Различные свойства компонентов схем с одной записью в столбце Value могут быть заданы с помощью переменных. Эти переменные не могут быть функцией внутренней переменной «Time». При использовании внешней схемы любая переменная Maxwell, определяемая как функция времени, будет оцениваться только на первом временном шаге (Time = 0s)