第一篇關(guān)于ansoft的損耗計(jì)算

趙博

2016年1月12日 17:10

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一、

MAXWELL分析磁場(chǎng)時(shí)，電氣設(shè)備或電氣元件（無(wú)論是電機(jī)還是變壓器）主要包括兩個(gè)部分，一個(gè)是勵(lì)磁線圈，另外一個(gè)是磁性材料。所以總的損耗包括線圈損耗（也叫銅損）和磁芯損耗（也叫鐵損）兩個(gè)部分。其中線圈損耗還包括直流損耗（也就是直流電阻的損耗）和交流損耗（交流電流下的趨膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)產(chǎn)生的損耗），這個(gè)交流損耗也叫做渦流損耗，在渦流場(chǎng)和瞬態(tài)場(chǎng)中可以通過(guò)設(shè)置EDDY EFFECTS來(lái)計(jì)算。而鐵損只能在瞬態(tài)場(chǎng)中計(jì)算。鐵損的計(jì)算，主要是由磁芯材料供應(yīng)商提供的各種頻率和工作磁感應(yīng)強(qiáng)度下的測(cè)試數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，使用STEINMETZ方程式，采用插值法得到的。這個(gè)鐵損已經(jīng)包含了磁芯的所有損耗，即：磁滯損耗，渦流損耗和剩余損耗。鐵損的計(jì)算分兩種，一種主要是軟磁鐵氧體（POWER FERRITE),另外一種主要是矽鋼片（ELECTRICAL STEEL)，兩種計(jì)算公式不同。

二、

SOLIDLOSS（實(shí)體導(dǎo)體損耗)是指任何導(dǎo)體材料的損耗，既可以包含源電流，又可以有渦流電流。
SOLID CONDUCTOR(實(shí)體導(dǎo)體）又包含兩種，一種是主動(dòng)導(dǎo)體，即有外加電流的導(dǎo)體，另外一種
是被動(dòng)導(dǎo)體，即沒(méi)有外加電流。被動(dòng)導(dǎo)體又有兩種情況，短路和開(kāi)路。定子和轉(zhuǎn)子其實(shí)就是被動(dòng)導(dǎo)體
，當(dāng)然有渦流存在，也就是一種SOLIDLOSS。其實(shí)應(yīng)該還有一種導(dǎo)體損耗，DISPLACEMENT
(位移電流），但是通常都很小，一般用于交變電場(chǎng)分析，磁場(chǎng)中很少用。
三、關(guān)于powerloss和coreloss

四、關(guān)于永磁體的鐵耗計(jì)算
1 .什么狀況下應(yīng)該給永磁體設(shè)置電導(dǎo)值？
  象釹鐵硼等導(dǎo)電的永磁材料, 并要考慮永磁體中渦流的影時(shí),要設(shè)置電導(dǎo)率.
2 .什么狀況下給永磁體加上【set Eddy effects】？
   要計(jì)算永磁體中的渦流的影響時(shí),應(yīng)設(shè)置.
3.又在什么狀況下給永磁體賦上【零電流】
  由于電機(jī)軸向長(zhǎng)度有限, 并且單塊永磁內(nèi)渦流自成回路, 因此永磁體截面上的電流有正向和負(fù)向,
并且正、負(fù)電流之和應(yīng)等于零。要正確計(jì)算永磁體中的渦流，應(yīng)將每塊永磁體賦【零電流】。
4，若希望準(zhǔn)確算額定轉(zhuǎn)矩，應(yīng)該怎么設(shè)置？（也可以同時(shí)說(shuō)說(shuō)硅鋼片怎么設(shè)置）
   理論上講，要準(zhǔn)確計(jì)算額定轉(zhuǎn)矩，應(yīng)考慮永磁體中的渦流，即設(shè)置：電導(dǎo)率、
【set Eddy effects】、【零電流】。但硅鋼片不應(yīng)設(shè)置電導(dǎo)率和【set Eddy effects】，
因?yàn)?D有限元是模擬軸向有一定長(zhǎng)度的電磁問(wèn)題，不能模擬很薄的硅鋼片中的渦流問(wèn)題，
這個(gè)問(wèn)題是三維問(wèn)題。
5. 若希望準(zhǔn)確計(jì)算齒槽轉(zhuǎn)矩，應(yīng)該怎么設(shè)定？（也可以同時(shí)說(shuō)說(shuō)硅鋼片怎么設(shè)置）
齒槽定位力矩一般是指低速下的值，因此不因考慮永磁體和硅鋼片中的渦流。
6.若希望算表面貼磁的永磁電機(jī)的永磁體渦流損耗，應(yīng)該怎么設(shè)定？（也可以同時(shí)說(shuō)說(shuō)硅鋼片
怎么設(shè)置）永磁體應(yīng)按上面4. 中說(shuō)的設(shè)置，硅鋼片應(yīng)將電導(dǎo)率設(shè)為零，不考慮硅鋼片中渦流。

我的理解是這樣的：在計(jì)算瞬態(tài)場(chǎng)時(shí)，鐵耗的計(jì)算由材料的特性得到，set core loss的選項(xiàng)上
要在鐵芯上勾對(duì)號(hào)。鐵心分轉(zhuǎn)子鐵心和定子鐵心，因?yàn)槎ㄗ予F心為疊片式的默認(rèn)為無(wú)渦流損耗，所
以不加set eddy effects。而轉(zhuǎn)子鐵心是一個(gè)solid，所以要加set eddy effect計(jì)算渦流損耗。在
顯示損耗時(shí)，轉(zhuǎn)子損耗在soildless里，定子損耗在coreloss里。當(dāng)繞組為solid時(shí)，solidloss加入
繞組中eddy effects 效應(yīng)之后的損耗。當(dāng)繞組設(shè)為stranded時(shí)不存在這樣的損耗。當(dāng)鐵芯
勾set eddy effects的選項(xiàng)時(shí)，solidloss為默認(rèn)鐵芯不是疊片式而是solid時(shí)的鐵芯損耗。
這顯然要比coreloss要大的多。

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