1概述
磁导率的冻结可用于非线性磁性材料。该方法的原理是,先计算源设计的非线性磁导率,然后将这些计算数据作为冻结(场无关)值导入目标设计中。利用这种技术,可将具有相同材料性质的目标设计成为一个线性问题,可以用于其他仿真模拟,比如小信号分析。
2原理介绍
电机磁路都存在一定程度的饱和,因此定转子共同励磁场强Hcb (工作点a) 、永磁体单独励磁场强Hpm (工作点b) 、电枢电流单独励磁场强Hi (工作点c),三者产生的磁密Bcb、Bp、Bi不满足线性叠加原理,即Hpm +Hi =Hcb,但Bpm +Bi>Bcb。
为了获得定转子励磁分量正确的磁密贡献,在有限元计算时,需先计算共同励磁 Hcb的磁密 Bcb (工作点a) ,并保存各剖分单元当前的磁导率,这是一次非线性磁场求解; 再利用保存的各单元磁导率,计算Hpm或Hi 单独存在时的磁密Bpm_fp或 Bi_fp (工作点d或e) ,这是两次线性磁场求解。由于工作点 a、d、e 位于过原点的直线上,因此满足线性叠加原理,即三个励磁产生的磁密满足 Bpm_fp+Bi_fp=Bcb。这就是冻结磁导方法。
冻结磁导率原理
3实现方法
采用冻结磁导率方法时需要注意以下几点:
(1)冻结磁导率可以从任何非线性静磁设计中得到;
(2)具有非线性磁导率的设计称为源设计,使用这种预计算的磁导率的设计,称为目标设计;
(3)源设计和目标设计的几何形状必须相同;
(4)预计算的磁导率是在经过任意数量的自适应迭代步数(一个或多个)后,从源设计中获得的;
(5)目标设计中引入的磁导率,现在与磁通密度和强度无关;
(6)源设计必须使用静磁场求解器进行非线性求解,但目标设计可以是静磁场(DC)或涡流场(AC)求解器类型。
在Solve Setup中的Solver选项卡中设置预计算磁导率的输入,依照以下步骤:
(1)勾选“使用预计算的磁导率数据”复选框,然后设置链接窗口弹出;
勾选“使用预计算的磁导率数据”复选框
(2)找到源设计及其源求解结果。
请注意,源设计必须具有与当前设计相同的几何形状;
(3)可以从源设计映射变量;
(4)点击确认;
链接设置
(5)在Solve Setup 的General选项卡中,设置自适应迭代步数为1。用户如果没有正确设置,Maxwell将通知这个错误,并在确认后将自适应传递的数量改为1。
设置自适应迭代步数为1
4总结
本文首先阐述了冻结磁导率的原理,接着介绍了如何在Maxwell中实现磁导率的冻结,同时指出了冻结磁导率时,用户需要注意的一些事项,帮助用户理解并掌握基于Maxwell的冻结磁导率方法实现。
审核编辑:刘清
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原文标题:如何在Maxwell中冻结磁导率?
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