電磁動圈式激震器的構造常見有內磁式與外磁式兩種，如圖 3.1。內磁 式結構漏磁較小，氣隙磁通密度較高，但是組裝較不易。外磁式結構組裝 容易，但是漏磁較大，其氣隙磁通密度略差於內磁式結構。本文主要是探 討激震器在橢圓形化及防漏磁設計後，其氣隙磁通密度與尺寸結構因素的 關係。
3-1 磁場分析
靜態磁場的數值分析採用有限元素法，利用有限元素分析軟體 ANSYS 建立模型，經過適當的網格分割後，給予適當的材料參數及邊界條件狀況，
做靜態磁場分析。整個分析步驟流程如圖3.2 所示。配合數值處理軟體 Excel 繪出各種尺寸結構參數與氣隙磁通密度間的關係曲線。
3-1-1 材料常數
激震器的封閉磁路是由磁體與導磁體相互配合設計獲得，分析中使用 的材料有：(a)矽鐵，(b)永久磁鐵(釹鐵硼)，(c)空氣三種，其對應的材料常 數如表 3-1 所示。分析時需要定義的材料參數有相對導磁係數(Relative Permeability μr)與矯頑磁力(Coercive Force Hc)。永久磁鐵本身具有固定的磁 場方向，所以除了非等向均勻的矯頑磁力外，其餘材料特性均為等向且均 勻。
3-2 二維有限元素分析
由於圓形激震器為軸對稱結構，因此我們可以將分析模型簡化為二維 半剖面。如此不但可以縮短分析所需時間，同時也方便模型之建立。
3-2-1 二維分析相關假設
導磁體兩部分，此部分的元素越小，分析值越精確。為了探討分析值的收
體模型。再使用Overlap 將重疊的部分合併成單一體積。接著輸入表 3-2 之 材料參數並選用元素 Solid97。在給予對應材料參數並作適當的網格分割 後，將最外圍之橢圓弧面與上下底面及XZ 平面、YZ 平面設為磁力線平行 不可通過之邊界，即可進行氣隙磁通密度之分析。
激震器模型及邊界條件都已經決定之後，網格切割元素的大小影響著 模擬的精確度。元素切割得越小，模擬所獲得的值越精確，但是分析值會 有收斂性，因此為了減少模擬計算的時間，我們首先對ANSYS 有限元素分 析的收斂性進行探討。整個模型主要可區分為三個部分，空氣、氣隙及激 震器。由於我們注重的是激震器氣隙的磁通密度，所以氣隙區域用較小的 元素，而空氣區域用較大的六面體元素。元素的切割法大致分成三個步驟，
橢圓弧線部分切割成30 等分，其餘直線部分每 1mm 為一單位元素之邊長。
氣隙剖面則採用2 等分×4 等分、4 等分×4 等分、4 等分×6 等分、6 等分×8 等分、8 等分×10 等分。分析結果由圖 3.10 可看出在氣隙磁區為 6 等分×8 等分之分割單元時，其分析結果已與 8 等分×10 等分之分析結果相近且收 斂。因此往後之分析模型，皆以此種分割方式進行分析討論，其分割模型 如圖3.11 所示。